Znajdź zawartość

Zbyt duże ilości sodu w diecie kojarzą się z nadciśnieniem i chorobami serca. Wygląda na to, że uda się go jednak zrehabilitować, ponieważ biolodzy z Tufts University odkryli, że pierwiastek ten odgrywa kluczową rolę w zapoczątkowaniu odpowiedzi regeneracyjnej po poważnym urazie. Amerykanie znaleźli sposób na zregenerowanie rdzenia kręgowego i mięśni za pomocą małocząsteczkowego leku, uruchamiającego napływ jonów sodu do uszkodzonych komórek. Nowa metoda nie wymaga terapii genowej. Można ją zastosować zarówno po urazie, jak i po wygojeniu rany. Wg twórców, jest raczej bioelektryczna niż chemiczna. Zespół z Tufts ustalił, że miejscowy wzrost stężenia kationów Na+ jest konieczny do zregenerowania ogona u młodych kijanek żaby szponiastej (Xenopus laevis). Ogon jest złożoną strukturą, ponieważ znajdują się tu rdzeń, mięśnie, naczynia i inne tkanki. Podobnie jak ludzie, u których opuszki regenerują się tylko w dzieciństwie, kijanki X. laevis także tracą z wiekiem swoje "cudowne" umiejętności. Okazało się jednak, że gdy osobniki pozbawione możności odtwarzania ogona podda się godzinnej terapii lekami, poradzą sobie na nowo z zapomnianym zadaniem. Znacznie powiększyliśmy okno czasowe skutecznego leczenia [wydłużono je do 18 godzin], demonstrując, że nawet gdy zaczną się tworzyć blizny, kontrola sygnałów fizjologicznych nadal może uruchomić regenerację. Sztuczne wywołanie napływu sodu na zaledwie godzinę pozwala przezwyciężyć szereg problemów, np. związany z wiekiem spadek zdolności regeneracyjnych czy wpływ medykamentów blokujących regenerację – opowiada dr Michael Levin. O wpływie kationów sodu na regenerację mówiono już wcześniej, ale po raz pierwszy udało się zidentyfikować molekularno-genetyczne podstawy napływu jonów. Pokazano też specyficzny model leczenia. Dotąd kanał sodowy Nav1.2 był znany jako kluczowy element działania m.in. neuronów. Teraz opisano jego rolę w regeneracji. Zespół Levina ustalił, że miejscowy wewnątrzkomórkowy wzrost stężenia jonów sodu jest niezbędny, by doszło do odtworzenia ogona kijanki po amputacji, a farmakologiczne zablokowanie transportu Na+ hamuje ten proces. Nowa metoda prowadziła do odbudowania ogona o prawidłowych rozmiarach i ubarwieniu, nie tworzyły się żadne nieprawidłowo położone struktury. Ogon żaby szponiastej jest uznawany za dobry model, ponieważ - podobnie jak u naszego gatunku - podczas regeneracji nie zachodzi tu m.in. transróżnicowanie, czyli przejmowanie przez w pełni zróżnicowaną komórkę fenotypu innej zróżnicowanej komórki (często bez podziału).

Elektroniczne nosy zatrudniono do wykrywania zepsutych materiałów na liniach produkcyjnych. Nie są one jednak zbyt dokładne. W założeniu kwarcowe pręciki mają drgać z inną częstotliwością, gdy zwiążą się z substancją docelową. Okazuje się jednak, że e-nos łatwo zmylić, gdyż nieco inne związki z cząsteczkami o podobnej wadze dają bowiem fałszywie pozytywne wyniki. Jak temu zaradzić? Skorzystać z wynalazków natury, w tym przypadku ze skrzeku żaby szponiastej (Xenopus laevis). Zespół bioinżyniera Shoji Takeuchiego z Uniwersytetu Tokijskiego zmodyfikował niedojrzałe żabie jaja, wprowadzając do nich fragmenty DNA jedwabnika morwowego, tantnisia krzyżowiaczka i muszki owocowej. Chodziło o to, by dochodziło w nich do ekspresji białek będących receptorami węchu. Japończycy wybrali afrykańskiego płaza, ponieważ jest on dokładnie przebadany i wiadomo, jak zachodzi ekspresja protein. Następnie komórki umieszczono między elektrodami w specjalnie zaprojektowanym, wypełnionym cieczą kartridżu i mierzono przepływ sygnałów elektrycznych w odpowiedzi na wiążące się z receptorami rozmaite cząsteczki zapachowe. Okazało się, że taki nos jest w stanie odróżnić bardzo podobne molekuły. Wstrzyknęliśmy DNA do oocytów i w ten sposób uzyskaliśmy bardzo użyteczny i tani czujnik. Zastosowaliśmy 3 rodzaje feromonów i jeden środek zapachowy (odorant), wszystkie bardzo podobne chemicznie, a one [jaja] potrafiły bez problemu odseparować i wykryć różne typy zapachów oraz związków. Wrażliwość żabiego czujnika wynosi kilka części wagowych substancji w miliardzie (109) części wagowych roztworu. Aparat umie naraz rozpoznać kilka związków, które różnią się, dajmy na to, tylko izomerią wiązania podwójnego bądź grupą funkcyjną, np. ─OH, ─CHO czy ─C(═O)─. Takeuchi stworzył nawet robota, który kręci głową, gdy jego nos z prawdziwego zdarzenia wyczuje feromony ćmy. Naukowcy z Kraju Kwitnącej Wiśni zamierzają rozbudować opisaną technologię. Już teraz cieszą się, że wspólny zmysł węchu może rozciągnąć nową nić porozumienia między człowiekiem a maszyną. Ekipa z Tokio ma nadzieję, że dzięki jej wynalazkowi uda się zaprojektować lepsze urządzenia do wykrywania gazowych zanieczyszczeń powietrza, np. dwutlenku węgla. Komar znajduje ludzi właśnie dzięki CO2, co oznacza, że dysponuje receptorami do jego detekcji. Gdyby więc wyekstrahować materiał genetyczny owada i wprowadzić go do skrzeku, stworzenie odpowiedniego sensora powinno się powieść.

Pierwszy w historii całkowicie sztuczny związek zdolny do blokowania migracji i namnażania komórek jednego z nowotworów skóry został opracowany przez naukowców z Uniwersytetu Wschodniej Anglii. Co ciekawe, do badań nad lekiem wykorzystano... kijanki południowoafrykańskich żab szponiastych. Wybór zwierząt, na których przeprowadzono testy, nie był przypadkowy. Na ich ciałach powstają liczne silnie wybarwione plamy, zadziwiająco podobne do ludzkich znamion barwnikowych, zwanych potocznie pieprzykami. Pozwoliło to na prowadzenie badań nad czerniakiem - nowotworem skóry powstającym w wyniku nadmiernego namnażania komórek wysyconych pigmentem (przy okazji warto wspomnieć, że guzy te tracą czasem zdolność do wytwarzania barwnika, lecz dalej nazywane są czerniakami). Czerniak należy do nowotworów o wybitnej zdolności do tworzenia przerzutów, czyli oddzielania się pojedynczych komórek od głównej masy guza. Okazuje się, że mechanizm ten jest "zachowany" przez ewolucję do tego stopnia, że badania nad lekami przeznaczonymi dla ludzi można z powodzeniem prowadzić na płazach. Proces powstawania przerzutów uzależniony jest od metaloproteinaz - enzymów zdolnych do rozkładania białek tworzących sieć włókien utrzymujących spójność tkanek. Badacze z Uniwersytetu Nowej Anglii zsyntetyzowali nowy związek, nazwany NSC 84093, który wydaje się być obiecującym środkiem blokującym aktywność tych protein. To ekscytujący postęp z możliwym zastosowaniem w walce z nowotworami, ocenia wytworzenie związku dr Grant Wheeler, szef zespołu pracującego nad jego syntezą. Jego zdaniem, NSC 84093 i pokrewne z nim związki mogą już niedługo stać się obiecującą formą zapobiegania powstawaniu przerzutów czerniaka. To nie pierwszy raz, kiedy przedstawiciele Xenopus laevis przysłużyli się medycynie. Wcześniej byli oni stosowani m.in. w charakterze... żywych testów ciążowych. Aby wykonać badanie, wystarczyło wszczepić dorosłej samicy płaza minimalną ilość moczu kobiety. Jeżeli w ciągu 24 godzin od iniekcji dochodziło do złożenia przez żabę jaj, kobieta mogła z wysokim prawdopodobieństwem przypuszczać, że za kilka miesięcy zostanie matką.