Znajdź zawartość

Na Uniwersytecie w Edynburgu powstała innowacyjna technologia tworzenia ultracienkich warstw ludzkich komórek w kształcie rurek. Może się ona przyczynić do stworzenia w laboratoriach struktur bardzo podobnych do naczyń krwionośnych czy jelit. Technika nazwana przez jej twórców RIFLE (rotational internal flow layer engineeering) pozwala na tworzenie oddzielnych warstw o grubości 1 komórki każda. To kluczowy element w kierunku rozwoju dokładnych modeli tkanek o kształcie rurek. Posłużą one w badaniach laboratoryjnych i będą mogły stanowić alternatywę dla badań na zwierzętach. W całym organizmie mamy wiele tkanek w kształcie rurek, a obecne metody ich uzyskiwania mogą niedokładnie odzwierciedlać ich budowę. Możliwość precyzyjnego odtwarzania tego typu tkanek w warunkach laboratoryjnych pozwoli na prowadzenie eksperymentów w warunkach bardziej zbliżonych do rzeczywistych. Technika RIFLE polega na wstrzykiwaniu niewielkich ilości płynu zawierającego komórki do rurki obracającej się z prędkością do 9000 rpm. Dzięki tak dużej prędkości komórki równomiernie rozkładają się na wewnętrznych ściankach rurki. Im większa prędkość, tym cieńsza ich warstwa. Dzięki wielokrotnemu powtarzaniu tego procesu można uzyskać wielowarstwową strukturę w kształcie rurki. Nie można wykluczyć, że w ten sposób uda się też pozyskiwać tkanki do przeszczepów, jednak to będzie wymagało wielu lat badań laboratoryjnych i testów klinicznych. Ze szczegółami można zapoznać się w piśmie Biofabrication. « powrót do artykułu

Naukowcy z Uniwersytetu Harvarda i Emory University stworzyli pierwszą w pełni autonomiczną biohybrydową „rybę” zbudowaną z komórek ludzkiego mięśnia sercowego. Urządzenie pływa naśladując kurczenie się mięśni pracującego serca. To krok w kierunku zbudowania sztucznego serca z mięśni i stworzenia platformy do badania takich chorób, jak arytmia. Naszym ostatecznym celem jest zbudowanie sztucznego serca, które mogłoby zastąpić nieprawidłowo rozwinięte serce u dzieci, mówi profesor Kit Parker z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS). Większość prac związanych ze stworzeniem tkanki mięśniowej lub serca, w tym część prac prowadzonych przez nas, skupia się na skopiowaniu pewnych funkcji anatomicznych lub uzyskaniu prostego rytmu serca w sztucznej tkance. Tutaj zaś zaczynamy inspirować się biofizyką serca, co jest znacznie trudniejsze. Za wzór nie bierzemy samej budowy serca, a biofizyczne podstawy jego funkcjonowania. To je wykorzystaliśmy jako punkt wyjścia naszej pracy. Naukowcy wykorzystali kardiomiocyty – komórki mięśnia sercowego odpowiadające za kurczenie się – i inspirowali się kształtem danio pręgowanego oraz ruchami, jakie wykonuje podczas pływania. W przeciwieństwie do innych urządzeń, ogon biohybrydy składa się z dwóch warstw komórek. Gdy te po jednej stronie się kurczą, po drugiej stronie rozciągają się. Rozciągnięci prowadzi do otwarcia kanału białkowego, który z kolei prowadzi do kurczenia się i proces się powtarza. W ten sposób powstał system napędzający „rybę” przez ponad 100 dni. Wykorzystując mechaniczno-elektryczne sygnały pomiędzy dwoma warstwami komórek, odtworzyliśmy cykl, w którym każdy skurcz automatycznie wywołuje reakcję w postaci rozciągania się strony przeciwnej. To pokazuje, jak ważne jest sprzężenie zwrotne w mechanizmie działania pomp mięśniowych, takich jak serce, stwierdza główny autor badań, doktor Keel Yong Lee z SEAS. Naukowcy zaprojektowali też autonomiczny moduł kontrolny, który na podobieństwo rozrusznika serca kontroluje częstotliwość i rytm spontanicznych ruchów komórek. Dzięki współpracy dwóch warstw komórek oraz modułu kontrolnego uzyskano ciągły, spontaniczny i skoordynowany ruch płetwy ogonowej w przód i w tył. Co więcej, działanie sztucznej ryby poprawia się z czasem. W ciągu pierwszego miesiąca, w miarę dojrzewania kardiomiocytów, poprawiła się amplituda ruchów, maksymalne tempo pływania oraz koordynacja mięśni. W końcu biohybryda pływała równie szybko i efektywnie jak prawdziwy danio pręgowany. Teraz naukowcy przymierzają się do zbudowania bardziej złożonych biohybryd z komórek ludzkiego serca. To, że potrafię zbudować z klocków model serca, nie oznacza, że potrafię zbudować serce. Można na szalce Petriego wyhodować komórki komórki nowotworowe aż utworzą tętniącą grudkę i nazwać to organoidem. Jednak nic z tego nie oddaje fizyki systemu, który w czasie naszego życia kurczy się ponad miliard razy, a jednocześnie w locie odbudowuje swoje komórki. To jest prawdziwe wyzwanie. I tam właśnie chcemy dojść, mówią uczeni. « powrót do artykułu

Choroby układu krążenia są główną przyczyną zgonów na świecie. Lepsze zrozumienie mechanizmów tych chorób pozwoliłoby na uratowanie wielu ludzi. Niezbędnym elementem jest tutaj zaś zrozumienie procesów molekularnych zachodzących w komórkach zdrowego serca. Naukowcy stworzyli właśnie wielką szczegółową mapę zdrowego mięśnia sercowego. Mapa powstała w ramach wielkiej inicjatywy Human Cell Atlas, której celem jest opisanie każdego typu komórek znajdujących się w ludzkim organizmie. Autorzy atlasu serca przeanalizowali niemal 500 000 indywidualnych komórek. Dzięki temu powstał najbardziej szczegółowy opis ludzkiego serca. Pokazuje on olbrzymią różnorodność komórek i ich typów. Jego autorzy scharakteryzowali sześć regionów anatomicznych serca. Opisali, w jaki sposób komórki komunikują się ze sobą, by zapewnić działanie mięśnia sercowego. Badania przeprowadzono na podstawie 14 zdrowych ludzkich serc, które uznano za nienadające się do transplantacji. Naukowcy połączyli techniki analizy poszczególnych komórek, maszynowego uczenia się oraz techniki obrazowania, dzięki czemu mogli stwierdził, które geny były aktywne, a które nieaktywne w każdej z komórek. Uczonym udało się zidentyfikować różnice pomiędzy komórkami w różnych regionach serca. Stwierdzili też, że w każdym obszar mięśnia sercowego zawiera specyficzny dla siebie zestaw komórek, co wskazuje, że różne obszary serca mogą różnie reagować na leczenie. Projekt ten to początek nowego sposobu rozumienia budowy serca na poziomie komórkowym. Dzięki lepszemu poznaniu różnic pomiędzy różnymi regionami serca możemy zacząć rozważać wpływ wieku, trybu życia oraz chorób i rozpocząć nową epokę w kardiologii, mówi współautor badań Daniel Reichart z Harvard Medical School. Po raz pierwszy tak dokładnie przyjrzano się ludzkiemu sercu, dodaje profesor Norbert Hubner z Centrum Medycyny Molekularnej im. Maxa Delbrücka. Poznanie pełnego spektrum komórek serca i ich aktywności genetycznej są niezbędne do zrozumienia sposobu funkcjonowania serca oraz odkrycia, w jaki sposób reaguje ono na stres i choroby. Ze szczegółami badań można zapoznać się w artykule Cells of the adult human heart, opublikowanym na łamach Nature. « powrót do artykułu

Wirus RSV (ang. Respiratory Syncytial Virus) jest wirusem nabłonka oddechowego. Uznaje się go za główny patogen infekcji dróg oddechowych starszych dzieci i najczęstszą przyczynę chorób dolnych dróg oddechowych niemowląt. Okazuje się, że może on również infekować komórki pozyskane z ludzkiego łożyska. Ustalenia te sugerują, że jeśli ciężarna zachoruje, przez łożysko zakażenie może się przenieść na płód. Dr Giovanni Piedimonte, profesor pediatrii z Tulane University, prowadził ze swoim zespołem badania na trzech podstawowych typach komórek łożyska: komórkach cytotrofoblastu, fibroblastach zrębu oraz komórkach Hofbauera. Wyizolowane komórki infekowano rekombinowanym szczepem wirusa RSV-A2 (rrRSV), w którym zachodziła ekspresja czerwonego białka fluorescencyjnego (ang. red fluorescent protein, RFP). Podczas eksperymentów autorzy artykułu z pisma PLoS ONE posługiwali się mikroskopem fluorescencyjnym czy ilościową reakcją łańcuchową polimerazy DNA (qPCR). Okazało się, że o ile komórki cytotrofoblastu w ograniczonym stopniu wspierały replikację wirusa, o tyle pozostałe 2 typy komórek były o wiele bardziej podatne na zakażenie i wspierały produktywną replikację rrRSV. Ponieważ będące makrofagami komórki Hofbauera przemieszczają się w obrębie łożyska, naukowcy podejrzewają, że mogą działać jak konie trojańskie, transmitujące wirusy do płodu. Te komórki nie obumierają po zakażeniu wirusem, co stanowi problem. [...] Przypominają bomby napakowane patogenem. Nie rozsiewają wirusów, eksplodując [...], ale raczej transmitują je za pośrednictwem kanałów wewnątrzkomórkowych. Badacze podejrzewają, że RSV może atakować tkankę płuc płodu, powodując infekcje predysponujące do wystąpienia astmy dziecięcej. Piedimonte planuje testy, które pomogą przetestować tę hipotezę. « powrót do artykułu

Włoscy i hiszpańscy naukowcy zauważyli, że gdy do hodowli komórek raka jelita grubego doda się miodu z chruściny jagodnej (Arbutus unedo), zwanej też drzewem truskawkowym, zahamowuje to ich namnażanie. Zmniejsza się też zdolność tworzenia kolonii. Autorzy raportu z Journal of Functional Foods mają nadzieję, że obiecujące rezultaty i potencjał tego typowo śródziemnomorskiego produktu potwierdzą się w modelach in vivo. Miód z chruściny jagodnej (ang. strawberry-tree honey, STH) ma gorzki smak przypominający kawę i ciemną barwę. Samo drzewo truskawkowe występuje w herbie Madrytu. Naukowcy z Uniwersytetów w Vigo i Grenadzie oraz Università Politecnica delle Marche przebadali potencjał wyjątkowego miodu w zakresie walki z rakiem jelita grubego. Jak podkreślają, głównymi składnikami fenolowymi są kemferol i kwas galusowy. Podczas testów laboratoryjnych wykazano, że miód hamuje namnażanie 2 linii komórek rakowych: HCT-116 i LoVo. Cytotoksyczność i przeciwnowotworowy wpływ  rosły wraz z czasem terapii i dawką. Miód zatrzymywał cykl komórkowy na fazie S oraz G2/M. Regulował też geny cyklu komórkowego, w tym cykliny D1, cykliny E, CDK2, CDK4, p21Cip, p27Kip i p-RB. Oprócz tego miód hamował migrację komórek, obniżał zdolność tworzenia kolonii oraz wywoływał apoptozę, modulując kluczowe geny i czynniki apoptyczne. [STH] hamuje receptor czynnika wzrostu naskórka [ang. epidermal growth factor receptor, EGFR] i jego szlaki sygnałowe - opowiada Maurizio Battino. Zaobserwowano też inne istotne klinicznie zjawiska, m.in. obniżenie poziomu pewnych czynników transkrypcyjnych, np. Nrf2, a także spadek wszystkich parametrów oddychania mitochondrialnego i glikolizy komórek rakowych. Poza tym hiszpańsko-włoski zespół wspomina o znaczącym stresie oksydacyjnym; wskazywały na to wzrost wewnątrzkomórkowej produkcji reaktywnych form tlenu (RFT), uszkodzenia lipidów i białek oraz spadek aktywności enzymu przeciwutleniającego. Żadnego z tych zjawisk nie stwierdzono po dodaniu miodu do zdrowych komórek [fibroblastów skóry ludzkiej]. Battino podkreśla, że potrzebne są badania na zwierzętach. Nasze wyniki stanowią jedynie punkt wyjścia do oceny potencjalnych biologicznych i przeciwnowotworowych właściwości miodu z drzewa truskawkowego. Wskazują one główne mechanizmy molekularne, za pośrednictwem których miód może działać [...]. « powrót do artykułu

W płynie osierdziowym wykryto nieznaną populację komórek. Naukowcy z Uniwersytetu w Calgary uważają, że można ją będzie wykorzystać do leczenia uszkodzeń serca. Wyniki badania ukazały się w piśmie Immunity. Kanadyjczycy stwierdzili, że makrofagi Gata6+ z jamy osierdziowej pomagają w leczeniu uszkodzonego mysiego serca. Komórki te wykryto w płynie osierdziowym gryzoni z uszkodzeniami serca. Później te same komórki znaleziono w analogicznej sytuacji w ludzkim worku osierdziowym, co potwierdza, że makrofagi Gata6+ można by wykorzystać w ramach nowej terapii u pacjentów z chorobami serca. Naukowcy dodają, że dotąd kardiolodzy nigdy nie badali możliwości, że komórki z bezpośredniego otoczenia serca uczestniczą w zdrowieniu i naprawie serca po urazie. Odkrycie nieznanych komórek, które mogą pomóc w naprawie uszkodzonego mięśnia sercowego, otwiera drogę nowym terapiom dla milionów osób cierpiących na choroby kardiologiczne - podkreśla prof. Paul Fedak. « powrót do artykułu

Naukowcy z Uniwersytetu w Zurichu i IBM Research przeanalizowali skład guzów nowotworowych i komórek układu odpornościowego u ponad 100 kobiet chorujących na raka piersi. Okazało się, że agresywne guzy są często zdominowane przez jeden typ komórek. Jeśli są w nich obecne również odpowiednie komórki układu odpornościowego możliwe będzie opracowanie nowych immunoterapii dla niektórych typów raka piersi. Każdego roku na całym świecie raka piersi diagnozuje się u około 1,7 miliona kobiet. Umiera 0,5 miliona z nich. Naukowcy od lat opracowują nowe coraz bardziej precyzyjne zindywidualizowane immunoterapie wykorzystujące układ odpornościowy pacjentki. Dotychczas jednak niewiele było wiadomo o różnych typach komórek nowotworowych i odpornościowych obecnych w guzach i o tym, jak się one różnią pomiędzy pacjentami. Johanna Wagner z Uniwersytetu w Zurichu oraz Marianna Rapsomaniki z IBm Research wykorzystały Patients Tumor Bank of Hope oraz masową cytometrię do przeanalizowania milionów komórek nowotworowych i odpornościowych z guzów od 140 pacjentek. Mogłyśmy w ten sposób bardzo dokładnie opisać różnorodność komórek oraz określić, ile różnych typów komórek nowotworowych występuje w pojedynczym guzie, mówi Wagner. Jednocześnie analizowano makrofagi i limfocyty T powiązane z nowotworami. Komórki te mogą zarówno atakować guza jak i wspomagać jego rozwój. Naukowcy odkryli, że fałszywe jest przekonanie, iż w bardziej agresywnych guzach występuje większe zróżnicowanie komórek nowotworowych. Wręcz przeciwnie, te bardziej agresywne nowotwory są często zdominowane przez jeden typ komórek wykazujących wysoki stopień nieprawidłowości. Każdy guz, któremu się przyglądałyśmy, był unikatowy pod względem składu komórkowego. Różnił się on pomiędzy pacjentami. To może być jeden z powodów, dla których tak trudno jest leczyć raka piersi, dodaje Wagner. Jednocześnie jednak odkryto podobieństwa w układach odpornościowych powiązanych z guzem. U jednej z grup pacjentek odkryto nagromadzenie nieaktywnych komórek odpornościowych, które po aktywowaniu zaatakowały guzy w płucach i na skórze. W grupie tej znajdowały się też pacjentki, które wcześniej uznano za nieodpowiednie kandydatki do immunoterapii. Nasze badania sugerują, że immunoterapia może być dobrą metodą zwalczania raka piersi. Będziemy prowadzili kolejne badania i, jeśli dadzą one dobre wyniki, rozpoczniemy badania kliniczne, zapowiedział przełożony Wagner, profesor Bernd Bodenmiller, który specjalizuje się w precyzyjnej analizie tkanek. « powrót do artykułu

Po raz pierwszy naukowcom udało się zidentyfikować 2 związki z kawy, które mogą spowalniać wzrost raka prostaty. Autorzy raportu z pisma The Prostate podkreślają, że na razie prowadzono pilotażowe badania na hodowlach komórkowych i modelu zwierzęcym. Nie prowadzono testów na ludziach. Japońscy naukowcy analizowali wpływ 2 związków: octanu kahweolu i kafestolu. Okazało się, że związki te hamowały wzrost komórek opornych na często stosowane leki przeciwnowotworowe, takie jak kabazytaksel. Początkowo dr Hiroaki Iwamoto z Uniwersytetu w Kanzawie testował wpływ 6 występujących w kawie związków na namnażanie komórek ludzkiego raka stercza in vitro. Okazało się, że komórki potraktowane octanem kahweolu i kafestolem rosły wolniej od komórek kontrolnych. Następnie obie substancje (diterpenoidy) przetestowano na komórkach raka prostaty, które wszczepiono 16 myszom; 4 gryzonie tworzyły grupę kontrolną, 4 podawano kafestol, 4 octan kahweolu, a pozostałym i kafestol, i octan kahweolu. Stwierdziliśmy, że choć zarówno kafestol, jak i octan kahweolu hamowały wzrost komórek rakowych, ich połączenie działało synergicznie, prowadząc do znacząco wolniejszego wzrostu guza niż u myszy z grupy kontrolnej. Po 11 dniach nieleczone guzy urosły do ok. 3,5-krotności pierwotnej objętości (342%), podczas gdy guzy myszy leczonych obiema substancjami powiększyły się nieco ponad 1,5-krotnie (167%). Octan kahweolu i kafestol występują w ziarnach arabiki. Proces przygotowywania kawy wpływa na to, czy pozostaną (w espresso), czy zostaną wyeliminowane (w metodzie przelewowej). Choć większość naukowców uznaje te wyniki za obiecujące, wszyscy podkreślają, że konieczne są dalsze badania, które wskażą m.in. mechanizm działania diterpenoidów. « powrót do artykułu

Od dawna uważa się, że lipoproteina niskiej gęstości (LDL), główny transporter cholesterolu z wątroby do innych narządów, przyczynia się do miażdżycy. Ostatnie dowody sugerują jednak, że istotnymi graczami w tym procesie są również utlenione lipoproteiny o niskiej gęstości (ang. oxidised low density lipoproteins, oxLDL). By ocenić wkład LDL i oxLDL, Manuela Ayee oraz Irena Levitan z Uniwersytetu Illinois prowadziły eksperymenty na myszach i ludzkich komórkach śródbłonka. Amerykanki podawały myszom zwykłą karmę albo paszę wzorowaną na diecie zachodniej (o podobnej zawartości tłuszczu, białek i węglowodanów, co fast foody). Okazało się, że u gryzoni z 2. grupy szybko pojawiała się sztywność naczyń. Panie zmierzyły poziomy LDL i oxLDL u zwierząt, tak by dało się je odtworzyć w hodowlach komórkowych. W kolejnym etapie Ayee i Levitan zbadały napięcie błony komórkowej i sztywność cytoszkieletu za pomocą mikroskopu sił atomowych (AFM). Fizjologiczne poziomy zarówno LDL, jak i oxLDL powodowały pogrubienie błony oraz podwyższone napięcie (w porównaniu do hodowli bez dodanych lipoprotein). Gdy LDL i oxLDL stosowano łącznie, efekt był jeszcze silniejszy. Ku naszemu zaskoczeniu bardzo mała ilość oxLDL dramatycznie, na gorsze, zmieniała strukturę błony komórkowej - podkreśla Ayee. Uważamy, że zmiany na poziomie błony komórkowej [zaburzenia integralności śródbłonka] mogą zapoczątkować procesy związane z miażdżycą. « powrót do artykułu

Opracowane przez Polaków nanocząstki zatrzymywane są w komórkach nowotworowych, ale usuwane z komórek zdrowych. Jeśli w takim nanometrowym koniu trojańskim umieści się świecące lub magnetyczne znaczniki albo lek, uzyskamy sposób na diagnozę lub leczenie nowotworów. Naukowcy z Instytutu Fizyki PAN we współpracy z naukowcami ze Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego opracowali nanocząstki z tlenku cynku i tlenku cyrkonu. Mają być one jak koń trojański dostarczany do komórek. Zdrowe komórki szybko rozpoznają w nich podstęp, a komórki nowotworowe - nie. W nanokoniu trojańskim ukrywać się będą związki, które zdemaskują komórki nowotworowe lub zniszczą je od środka. Nanocząstki przeszły już pozytywnie testy toksykologiczne in vitro i in vivo. Odbyły się też już pierwsze badania w klinice weterynaryjnej. Przeprowadzono badania szczurka, "pacjenta" kliniki. Szczurek źle się czuł, ale nie było wiadomo, co mu dolega. Podaliśmy mu do wypicia zawiesinę z naszymi nanocząstkami zawierającymi cząstki magnetyczne. Dzień później wykonaliśmy badanie w rezonansie magnetycznym i zauważyliśmy silny sygnał pochodzący od tych nanocząstek w węzłach chłonnych. Dzięki temu mogliśmy wskazać, że tam zlokalizowany jest nowotwór. Zwierzę zoperowano, a szczurek odzyskał wigor i wyzdrowiał - opowiada w rozmowie z PAP prof. Marek Godlewski z IF PAN. Od badania na pojedynczym szczurku do badania na ludziach jeszcze daleka i kosztowna droga, ale wyniki te dają nadzieję, że pomysł polskich naukowców naprawdę ma potencjał na zastosowanie. Prof. Godlewski wyjaśnia, że od początku priorytetem w badaniach było to, by nanocząstki - które wnikać będą do komórek w całym organizmie - były dla pacjenta całkowicie bezpieczne. Dlatego zdecydowano się zastosować nanocząstki z tlenku cynku (ZnO). ZnO to związek znany od dawna i stosowany np. w przemyśle kosmetycznym w zasypkach czy kremach UV, lub w stomatologii do tymczasowych wypełnień. To związek, z którym organizm dosyć łatwo sobie radzi. Alternatywnym pomysłem są nanocząstki z tlenku cyrkonu - (ZrO2) również związku biokompatybilnego. Te nanocząstki w organizmie są w stanie przetrwać nieco dłużej niż tlenek cynku. Z takich właśnie związków można wytwarzać nanometrowych rozmiarów "konie trojańskie" i dołączać do nich różne dodatki. Wyzwaniem było wytworzenie nanocząstek, które będą odpowiednich rozmiarów. Za małe obiekty nie byłyby bowiem usuwane ze zdrowych komórek, a zbyt duże nanocząstki - w ogóle nie przedostaną się do wnętrza komórki. Komórki nowotworu gwałtownie się mnożą i rosną, a przez to ich błony komórkowe bywają mniej szczelne niż błony zdrowych komórek. A w dodatku w komórkach tych brakuje pewnych mechanizmów "oczyszczania", czyli usuwania ciał obcych. Dlatego nasze cząstki są w stanie wnikać do komórek nowotworu i tam już pozostawać - tłumaczy fizyk. W IF PAN wytworzono cząstki, które - jak zapewnia prof. Godlewski – około 24. godziny po podaniu są w większości usunięte ze zdrowych komórek. Po tym czasie zostają przede wszystkim w komórkach nowotworowych i w wątrobie (to oczyszczalnia organizmu). Prof. Godlewski wyjaśnia, że nanocząstki, które opracowano w IF PAN są niczym keks. Zamiast bakalii można do nich dodać różne związki. Mogą być to np. znaczniki fluorescencyjne, które świecą oświetlone światłem lasera. Dzięki temu lekarz operując pacjenta może oświetlić operowane miejsce i zobaczyć, które komórki należy wyciąć, żeby wyeliminować nowotwór. Testowaliśmy kilka typów nowotworów, w każdym z nich to działało - mówi o znacznikach prof. Godlewski. Wymienia, że rozwiązanie sprawdzano in vivo m.in. na nowotworze płuca czy trzustki. Badanie te prowadzono w laboratoriach SGGW przez grupę mojego syna Michała Godlewskiego, profesora SGGW - dodaje naukowiec. "Nanocząstkowy keks" może zawierać również inne znaczniki - np. magnetyczne związki lub domieszki. Dzięki temu możliwa będzie diagnoza nowotworu w badaniu rezonansu magnetycznego (MRI). Naukowiec z IF PAN ma nadzieję, że znaczniki przygotowane przez jego zespół będą na tyle bezpieczne dla pacjenta, że można je będzie stosować - w razie potrzeby - nawet kilka razy w tygodniu. A to jest istotne, kiedy rozpoczyna się terapię. Kolejnym elementem, który można dodać do nanoobiektów z IF PAN, jest lek przeciwnowotworowy - np. stosowany w chemioterapii. Prof. Godlewski tłumaczy, że lek zaczyna się uwalniać z nanocząstek dopiero po jakimś czasie - kiedy "koń trojański" pozostanie już tyko w komórkach nowotworowych. W ten sposób będzie można prowadzić chemioterapię selektywnie - nie wyniszczając zdrowych komórek organizmu, tylko celując w komórki zmutowane. Jeżeli ograniczymy obszar działania leku, będzie można dostarczyć do nowotworu dawkę leku, większą niż dotąd, a ciągle bezpieczną dla pacjenta - opowiada prof. Godlewski. I wyjaśnia, że w ten sposób można dotrzeć do komórek rozproszonych w różnych miejscach organizmu albo zlokalizowanych w takich miejscach organizmu, gdzie operacyjne usunięcie nowotworu jest już niemożliwe (np. w mózgu). Fizyk wyjaśnia, że jego zespół był odpowiedzialny w tych badaniach za wytworzenie biokompatybilnych nanocząstek o odpowiednich właściwościach i za to, by wprowadzić do nich elementy znacznikowe. Za testy na organizmach odpowiadali naukowcy z SGGW. Naukowiec ma nadzieję, że jego pomysłem zainteresują się inwestorzy z firm farmaceutycznych. « powrót do artykułu

Odkrycie nowego typu komórek może całkowicie zmienić sposób poszukiwania leków na mukowiscydozę. Na łamach Nature poinformowano o zidentyfikowaniu komórek, które prawdopodobnie odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu odpowiedniego nawodnienia i równowagi pH w płucach. Od dawna wiadomo, że u osób cierpiących na tę śmiertelną chorobę dochodzi do nieprawidłowego formowania się protein tworzących śluz, a to zaś powoduje nierównowagę pomiędzy solą i wodą oraz odwodnienie płuc. W efekcie w płucach gromadzi się gruba warstwa gęstego śluzu utrudniająca oddychanie i prowadząca do zagrażających życiu infekcji. Dotychczas naukowcy uważali, że w powstawanie choroby zaangażowane są różne rodzaje komórek i nie mieli możliwości technicznych, by stwierdzić, w których komórkach występują nieprawidłowe białka. Nowe komórki nazwano roboczo „jonocytami płucnymi”, gdyż wydaje się, że są zaangażowane w transport jonów przez tkankę płucną. Wydaje się również, że u pacjentów z mukowiscydozą to właśnie w nich powstaje duża ilość protein śluzu zwanych błonowymi regulatorami przewodnictwa (CFTR), których zmutowana forma wywołuje mukowiscydozę. Fakt, że umykało to nauce tak długo, świadczy o stopniu skomplikowania tej choroby oraz o tym, że dobrze nie rozumiemy komórkowej budowy i funkcjonowania płuc, mówi pulmonolog Jayaraj Rajagopal z Massachusetts General Hospital, jeden z autorów artykułu opublikowanego w Nature. Obecnie na całym świecie żyje około 70 000 osób cierpiących na mukowiscydozę. Często dochodzi u nich do infekcji płuc, czasami cierpią tez na niedożywienie, gdyż gęsty śluz może blokować absorpcję składników odżywczych w trzustce. Osoby takie zwykle młodo umierają. Najnowsze leki przedłużają ich życie, jednak obecnie mediana życia dla chorego na mukowiscydozę wynosi około 40 lat. Choroba pozostaje nieuleczalna. Nie należy się jednak spodziewać, że odkrycie nowych komórek doprowadzi do szybkiej zmiany sytuacji. Już teraz dostępne leki poprawiają funkcjonowanie genu związanego z nieprawidłowym CFTR, dzięki czemu śluz jest cieńszy i mniej lepki. Jednak Rajagopal wierzy, że odkrycie doprowadzi do zmiany sposobu poszukiwania terapii, dzięki czemu z czasem może powstać lek na mukowiscydozę. To całkowita zmiana spojrzenia, która pozwala na zaatakowanie choroby w inny sposób, mówi uczony. Celem badań, które prowadził z zespołem, nie była zmiana zrozumienia mukowiscydozy. Naukowcy chcieli jedynie przeanalizować komórki wyściółki tchawicy. Gdy jednak już je posegregowali, zauważyli, że mają siedem rodzajów komórek. Dotychczas znano sześć rodzajów. Okazało się też, że ten siódmy rodzaj masowo wytwarza CFTR. Naukowcy z Mass General i Broad Institute badali początkowo myszy ze zdrowym i zmutowanym CFTR. Potwierdzili też, że jonocyty płucne są obecne w zdrowych ludzkich płucach. O podobnych wynikach poinformował inny zespół, z firmy Novartis i Harvard Medical School. Broad Institute prowadzi badania w ramach Human Cell Atlas, międzynarodowego projektu, którego celem jest stworzenie mapy każdej komórki w ciele człowieka. Profesor Aviv Regev i jego zespół z MIT, którzy biorą udział w badaniach, zsekwencjonowali geny pojedynczych komórek znalezionych w thawicy i pogrupowali na na podstawie podobieństw i różnic. To właśnie wtedy zauważono, że w wyściółce tchawicy występuje nieznany dotychczas rodzaj komórek. Po badaniach na myszach naukowcy zbadali zdrowe płuca zmarłych ludzi i potwierdzili, że i tam występują jonocyty płucne. Na razie jednak nie zbadano płuc osób z mukowiscydozą pod kątem obecności tam jonocytów płucnych. Ponadto wynikom przeprowadzonych badań powinni jeszcze przyjrzeć się specjaliści od mukowiscydozy. Jednak już teraz podkreślają oni, że mamy do czynienia z ważnym odkryciem. Tymczasem doktor Rajagopal stwierdził: jedną z rzeczy, które wzbudzają moje zdumienie jest fakt, że dotychczas dokonaliśmy olbrzymiego postępu w badaniach nad mukowiscydozą nie posiadając tak istotnej informacji. To zaś wzbudza mój optymizm, gdyż pokazuje, że można dokonać olbrzymich postępów nie wiedząc wszystkiego. « powrót do artykułu

Nanocząstki pozyskane z liści herbaty hamują wzrost komórek raka płuc i niszczą nawet 80% z nich. Brytyjsko-indyjski zespół dokonał tego odkrycia, szukając nowych metod produkcji kropek kwantowych. Naukowcy podkreślają, że choć nanocząstki są już wykorzystywane w medycynie, to kropki kwantowe dopiero od niedawna przyciągają uwagę "biobadaczy". Autorzy publikacji z pisma Applied Nano Materials dodają, że kropki kwantowe można co prawda uzyskiwać chemicznie, ale jest to złożony i drogi proces z toksycznymi efektami ubocznymi. Nic więc dziwnego, że akademicy postanowili przetestować roślinną metodę, bazującą na ekstrakcie z liści herbaty. Ekipa dr. Sudhagara Pitchaimuthu z Uniwersytetu w Swansea wyjaśnia, że liście herbaty zawierają wiele różnych składników, w tym polifenole, aminokwasy, witaminy czy przeciwutleniacze. Podczas eksperymentów wyciąg z liści herbaty mieszano z siarczanem kadmu(II) - CdSO4 - oraz siarczkiem sodu (Na2S). Roztwór pozostawiono do inkubacji. Uzyskanymi kropkami kwantowymi potraktowano komórki raka płuc. Okazało się, że kropki kwantowe z liści herbaty hamowały wzrost komórek rakowych. Penetrowały ich nanopory i niszczyły do 80% z nich. Nasze badania potwierdziły, że ekstrakt z liści herbaty może być nietoksyczną alternatywą dla chemicznej produkcji kropek kwantowych - zaznacza Pitchaimuthu. Prawdziwym zaskoczeniem było jednak to, że kropki aktywnie hamowały wzrost komórek raka płuc. Nie spodziewaliśmy się czegoś takiego. Kropki kwantowe CdS pozyskane z wyciągu z liści herbaty wykazywały podczas bioobrazowania komórek rakowych lepszą emisję fluorescencyjną (były lepszymi znacznikami fluorescencyjnymi) niż tradycyjne nanocząstki CdS. Zachęceni uzyskanymi wynikami naukowcy zamierzają przeskalować proces. Chcielibyśmy założyć "fabrykę" kropek kwantowych, która pozwoliłaby nam w pełni zbadać sposoby ich wykorzystania. « powrót do artykułu