Znajdź zawartość

Wreszcie udało się rozwiązać podstawowy problem, uniemożliwiający wyhodowanie tkanki do przeszczepu w laboratorium. Specjaliści z Rice University i Baylor College of Medicine znaleźli bowiem sposób na uzyskanie naczyń krwionośnych, które są przecież niezbędne do podtrzymania tkanki przy życiu (Acta Biomaterialia). Niemożność uzyskania sieci naczyń krwionośnych – waskulatury – w hodowanych w laboratorium tkankach to główny problem współczesnej medycyny regeneracyjnej. Jeśli nie ma dostaw krwi, nie da się uzyskać struktury tkankowej grubszej niż kilkaset mikronów – tłumaczy prof. Jennifer West. Podstawowym materiałem, na którym pracowali Amerykanie, był poli(tlenek etylenu), czyli z ang. PEG, wykorzystywany powszechnie m.in. w urządzeniach medycznych. Bazując na 10-letnich badaniach West, naukowcy tak zmodyfikowali polimer, by naśladował macierz pozakomórkową – substancję wypełniającą przestrzeń między komórkami (znajdują się tam głównie polisacharydy i związane z nimi białka). Zespół połączył zmodyfikowany PEG z dwoma rodzajami komórek, które uczestniczą w tworzeniu naczyń krwionośnych. Do utwardzenia materiału Amerykanie wykorzystali światło. W ten sposób uzyskano miękki hydrożel, zawierający żywe komórki i czynniki wzrostu. Całość filmowano przez 72 godziny. Znakując każdy typ komórek markerem fluorescencyjnym o innej barwie, można było obserwować stopniowe tworzenia kapilar. Aby przetestować nowe unaczynienie, hydrożel wszczepiono do rogówek myszy, gdzie nie istnieje żadna naturalna waskulatura. Po wstrzyknięciu barwnika do krwiobiegu potwierdzono normalny przepływ krwi przez naczynia. W listopadzie ubiegłego roku West i student Joseph Hoffmann opublikowali pracę nt. litografii dwufotonowej. Ta ultraczuła technika pozwala na tworzenie trójwymiarowych wzorów w obrębie hydrożelów PEG. Metoda umożliwia bardzo dokładne kontrolowanie ruchu i wzrostu komórek. W przyszłości ekipa zamierza wykorzystać technikę do wyhodowania naczyń tworzący zdeterminowany z góry układ. http://www.youtube.com/watch?v=JtMifCkTHTo

Procedurą kluczową dla regeneracji rdzenia kręgowego po uszkodzeniu jest jak najszybsze uszczelnienie uszkodzonych błon komórkowych neuronów. Zwykle stosuje się w tym celu dożylne iniekcje glikolu polietylenowego (PEG), lecz metoda ta ma ograniczoną skuteczność. Badacze z Purdue University wykazali jednak, że terapię z wykorzystaniem PEG można znacząco ulepszyć. Zespół magistrantki Yunzhou Shi skupił się na możliwości wykorzystania micel - dwuwarstwowych pęcherzyków zbudowanych z rdzenia zbudowanego z kwasu polimlekowego oraz powłoki złożonej z PEG. Zgodnie z założeniami kompleksy takie, nieprzekraczające rozmiaru 1/100 średnicy czerwonej krwinki, powinny posiadać "uszczelniające" właściwości glikolu, lecz być od niego znacznie mniej podatne na błyskawiczne usuwanie przez nerki i rozkład w wątrobie. Nowa metoda okazała się bardzo skuteczna. Z publikacji zaprezentowanej w czasopiśmie Nature Nanotechnology wynika bowiem, że podawanie micel szczurom pozwala na regenerację aksonów (wypustek pozwalających neuronom na komunikację z innymi komórkami) aż w 60% badanych neuronów. Dla porównania, czysty PEG radził sobie z tym zadaniem w zaledwie 18% przypadków. Bardzo istotny jest także fakt, iż do uzyskania leczniczego efektu wystarczyło podanie roztworu micel o stężeniu 100 tys. razy mniejszym(!), niż stężenie wymagane dla osiągnięcia terapeutycznego działania tradycyjnego środka. Co więcej, w dotychczasowych badaniach nie stwierdzono niekorzystnych efektów ubocznych leczenia. Aktualnie badacze z Purdue University planują przeprowadzenie dokładniejszych analiz, których zadaniem będzie ustalenie mechanizmów decydujących o przewadze micel nad tradycyjnymi roztworami. Niewykluczone, że zdobyta w ten sposób wiedza pozwoli na opracowanie jeszcze skuteczniejszych terapii urazów rdzenia kręgowego.

Nowa forma leku zawierającego niezwykle skuteczne białko terapeutyczne została opracowana przez japońskich naukowców. Dzięki modyfikacji uzyskano preparat równie skuteczny, co jego poprzednia generacja, lecz znacznie poprawiono jego trwałość. Co więcej, technologia jego wytwarzania może zostać wykorzystana przy produkcji wielu innych środków, pozwalając na obniżenie kosztów ich produkcji. Do swoich badań Japończycy użyli laktoferryny - białka o ogromnym potencjale antybakteryjnym, przeciwgrzybiczym i przeciwwirusowym. Proteina ta, obecna m.in. w mleku i na śluzówkach, jest uważana za środek mogący w przyszłości zwalczać takie choroby, jak niektóre nowotwory, zakażenia i stany zapalne. Lecznicze właściwości tej molekuły wynikają z jej zdolności do wiązania trójwartościowych jonów żelaza (Fe3+), potrzebnych dla rozwoju wielu czynników zakaźnych oraz komórek nowotworowych. Dotychczas jedyną znaną drogą podawania laktoferryny były wstrzyknięcia, lecz zespołowi badaczy prowadzonemu przez Atsushiego Sato z Tokijskiego Uniwersytetu Technologicznego udało się stworzyć wygodniejszą alternatywę. Aby to osiągnąć, białko zostało zamknięte w otoczce zbudowanej z glikolu polietylenowego (PEG), jednego z wielkocząsteczkowych alkoholi. Tak przygotowany preparat nadaje się do przyjmowania drogą doustną, co było dotychczas nieosiągalne ze względu na destruktywny wpływ soków trawiennych na cząsteczki białek. Szczegółowe testy na szczurach wykazały, że nowa postać preparatu wchłania się z przewodu pokarmowego aż dziesięciokrotnie lepiej, niż czysta proteina. Wzrasta także czas półtrwania leku we krwi zwierzęcia, czyli, mówiąc najprościej, jego trwałość. Autorzy eksperymentu podkreślają, że technologia opłaszczania białek PEG wcale nie musi ograniczać się do laktoferryny. Ich zdaniem, jest to metoda uniwersalna, mogąca znaleźć zastosowanie przy produkcji wielu leków, nie tylko protein. I choć nie jest to pierwszy przypadek zastosowania PEG do stabilizacji protein, nigdy wcześniej nie potwierdzono doświadczalnie, że użycie tego typu otoczki poprawia wchłanianie leku przy podaniu doustnym. O sukcesie Japończyków poinformowało Amerykańskie Stowarzyszenie Chemiczne (American Chemical Society).

U pacjenta z zastoinową niewydolnością serca narząd ten ulega powiększeniu i przepompowuje krew nieefektywnie, czyli dostarcza jej za mało w stosunku do potrzeb metabolicznych organizmu. Dlatego pacjent szybko się męczy i odczuwa duszność. Jednostka chorobowa nie jest jeszcze dokładnie zbadana, ale przypuszcza się, że odpowiada za nią uszkodzenie ścian serca lub zaburzenia w pracy zastawek. Powiększenie jest skutkującym niestety przez krótki czas sposobem, w jaki serce stara się zrekompensować swoje obniżone możliwości przetaczania krwi. To jednak błędne koło, bo nadmierne rozciągnięcie jeszcze bardziej uszkadza organ. Zespół Bilala Shafiego ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Stanforda w Palo Alto wpadł jednak na pomysł, jak temu zaradzić. Trzeba skonstruować pewnego rodzaju kopolimerowy gorset. Składają się na niego 2 warstwy polimeru. Pierwsza ma zapewnić siłę i wytrzymałość, dlatego wybrano glikol polietylenowy (PEG). Druga warstwa to kolagen, który, jak łatwo się domyślić, odpowiada z kolei za elastyczność. Pozostał tylko jeden problem, jak dostarczyć polimery do serca. Amerykanie zdecydowali, by początkowo mieszanka miała postać proszku lub żelu, który już na miejscu byłby przekształcany w cienki, ale mocny film za pomocą ciepła czy promieniowania UV.