Znajdź zawartość

Chemicy z Uniwersytetu Stanowego Północnej Karoliny uzyskali związek, który sprawia, że istniejące antybiotyki stają się 16-krotnie bardziej skuteczne w stosunku do bakterii wytwarzających metalo-β-laktamazę z Nowego Delhi (NDM-1). NDM-1 wykryto po raz pierwszy w 2008 r. u pałeczek zapalenia płuc (Klebsiella pneumoniae), wyizolowanych od przyjętego do indyjskiego szpitala Szweda. Enzym produkuje kilka gatunków Gram-ujemnych enterobakterii, w tym Escherichia coli. "Istnieje mniej opcji antybiotykowych do leczenia infekcji wywołanych bakteriami Gram-ujemnymi niż Gram-dodatnimi. [...] Bakterie wytwarzające enzym NDM-1 wytrącają nam z dłoni i tę broń, którą mamy, sprawiając, że terapia staje się szczególnie trudna, jeśli nie niemożliwa" - wyjaśnia dr Roberta Worthington. Wcześniej chemik z NCSU dr Christian Melander wykazał, że wykorzystane jako adjuwanty antybiotyków pochodne 2-aminoimidazoli sprawiają, że istniejące medykamenty stają się skuteczne przeciw lekoopornym bakteriom Gram-dodatnim, takim jak metycylinooporne gronkowce. W ramach najnowszych badań Melander, Worthington i studentka Cynthia Bunders sprawdzali, czy uzyskane z 2-aminoimidazoli małe cząsteczki zadziałają tak samo na antybiotykooporne bakterie Gram-ujemne. Okazało się, że ich podanie tłumiło oporność wytwarzających NDM-1 pałeczek zapalenia płuc na dwa antybiotyki z grupy karbapenemów: imipenem i meropenem. Dodatkowo następowała supresja oporności innych szczepów K. pneumoniae na antybiotyki beta-laktamowe. Niewielka cząsteczka, która sama wykazuje niewielką aktywność antybakteryjną, aż 16-krotnie obniżała minimalne stężenie hamujące karbapenemów (chodzi o zahamowanie podziałów komórkowych patogenów).

Naukowcy z Centrum Medycznego Duke University opracowali syntetyczne nanocząstki, które trafiając do węzłów chłonnych, znacząco wzmacniają reakcję na szczepionki (Nature Materials). Stosowane dotąd adjuwanty, substancje dodawane do szczepionek w celu pobudzenia lub zwiększenia reakcji immunologicznej, wzmacniają odporność w okolicach miejsca na skórze, gdzie nastąpiło wkłucie i nie docierają do węzłów chłonnych, które filtrują limfę i biorą udział w wytwarzaniu przeciwciał. Zespół dr Ashley St. John prowadził eksperymenty na myszach. Badacze opierali się na obserwacji, że komórki tuczne (mastocyty), które występują najczęściej w okolicy naczyń krwionośnych narządów stykających sie ze środowiskiem i biorą udział w ochronie organizmu przed bakteriami czy pasożytami, komunikują się bezpośrednio z węzłami chłonnymi. Wykorzystują do tego proces zwany degranulacją, kiedy dochodzi do uwolnienia znajdujących się w ziarnach nanocząstek. Syntetyczne granulki są zbudowane z węglowodanowego szkieletu, w którego wnętrzu zamknięto mediatory zapalenia, np. czynnik martwicy guza (ang. tumor necrosis factor, TNF). Po wstrzyknięciu naśladują one substancje naturalnie wydzielane przez mastocyty i podobnie jak one obierają na cel węzły chłonne. Moment uwolnienia zawartości nanocząstek jest precyzyjnie zaplanowany. Tradycyjne adjuwanty albo pomagają w zachowaniu antygenów patogenu, by organizm zyskał czas na wytworzenie przeciwciał, albo aktywują komórki dendrytyczne, które przechwytują antygeny, przenoszą je do węzłów chłonnych i tam prezentują limfocytom Th. Adjuwant z nanocząstek przemieszcza się z miejsca iniekcji do węzłów chłonnych i tam zachowuje się jak wiele różnych typów komórek układu odpornościowego. Ekipa z Duke University przetestowała swoje rozwiązanie na myszach z wirusem grypy A. Przy mianie wirusa, które zwykle zabiłoby gryzonia, zaszczepione zwierzęta były w stanie zwalczyć chorobę i częściej przeżywały. Naukowcy wypełniali swoje cząstki nie tylko TNF, ale i interleukiną-12 (IL-12). Ważnym osiągnięciem była możliwość kierowania ich do wybranych węzłów chłonnych.

Stworzenie odpowiedniego adjuwantu, czyli substancji zwiększającej skuteczność szczepionki, jest niezwykle trudne. Jedną z substancji spełniających wymogi bezpieczeństwa i skuteczności jest skwalen - jeden z prekursorów sterydów. O ile jednak jego stosowanie jest korzystne dla ludzi, o tyle jego pozyskiwanie może doprowadzić do prawdziwej katastrofy ekologicznej - alarmują przedstawiciele organizacji Shark Safe Network (SSN). Źródłem problemu jest fakt, iż najbardziej opłacalnym źródłem skwalenu są rekiny, na czele z kewaczo (Centrophorus granulosus) - zagrożonym wyginięciem gatunkiem głębinowym. Roczna produkcja szczepionki przeciwko tzw. świńskiej grypie przez firmę GlaxoSmithKline (GSK) wymaga pozyskania co najmniej 4,5 tony czystego skwalenu. Firma nie zdradziła, ile rekinów trzeba pozbawić życia w celu zapewnienia dostaw takiej ilości związku; jej przedstawiciele oświadczyli jedynie, że zużycie tego surowca przez GSK stanowi ok. 10% ogółu dostaw realizowanych przez zewnętrznego dystrybutora. Polowanie na kewaczo wzbudza niemało kontrowersji, zwierzęta te są bowiem klasyfikowane jako zagrożone wyginięciem m.in. ze względu na bardzo długi cykl życiowy. Pojedynczy osobnik potrzebuje aż 12-15 lat, by osiągnąć dojrzałość płciową, zaś czas od zapłodnienia do przyjścia na świat potomstwa wynosi aż dwa lata. Jakby tego było mało, kewaczo praktycznie zawsze rodzą się pojedynczo. Próby schwytania rekinów są szkodliwe nie tylko dla nich samych. Ze względu na fakt, iż poluje się na nie z wykorzystaniem trawlerów, zniszczeniu ulegają ogromne połacie dna morskiego wraz z zamieszkującymi je formami życia. Niewykluczone, że nacisk ze strony SSN może przynieść efekty. Przedstawiciele GSK zadeklarowali, że podjęli próby odnalezienia innych źródeł skwalenu (najważniejszym z nich ma być oliwa z oliwek). Zdaniem rzecznika prasowego firmy, Clare Eldred, żadne z nich nie zapewnia jednak otrzymywania produktu o wysokiej jakości.

Nowy typ immunoterapii, umożliwiający natychmiastową aktywację układu odpornościowego, został zaprezentowany przez naukowców z instytutu Scripps. Autorzy pomysłu liczą, że pomoże on w leczeniu takich chorób, jak nowotwory oraz AIDS. Opracowana metoda eliminuje wiele wad typowych szczepionek, na czele z ich opóźnionym działaniem, wynikającym z konieczności uruchomienia mechanizmów niezbędnych do wytworzenia odporności. Oznacza to, że lek stworzony na bazie nowej techniki mógłby działać nie tylko profilaktycznie, lecz nawet leczniczo u osobników chorych. Pomysł badaczy z instytutu Scripps polega na wykorzystaniu przeciwciał - białek wytwarzanych przez nasz układ odpornościowy w celu wiązania ściśle określonych molekuł, występujących np. na powierzchni mikroorganizmów. Są one poddawane modyfikacji za pomocą "adaptera" - cząsteczki dopasowującej kształt przeciwciał do molekuł przeznaczonych do neutralizacji i zniszczenia. Aby doszło do uruchomienia reakcji organizmu, konieczne jest , prócz "adaptera", użycie adjuwantu - substancji przestawiającej układ odpornościowy w stan "podwyższonej gotowości". Przypomina on nieco łagodny stan zapalny i umożliwia organizmowi odpowiednią reakcję na kompleks przeciwciało-adapter. Skuteczność opracowanego rozwiązania sprawdzono na myszach, którym wszczepiano dwa rodzaje nowotworu: czerniaka złośliwego oraz raka jelita grubego. Eksperymentatorzy podali zwierzętom adjuwant, a po uruchomieniu reakcji organizmu wstrzyknięto także "adaptery". Efektem było gwałtowne zmniejszenie guzów, które u zwierząt z grupy nieleczonej (bądź leczonej tylko jednym z dwóch składników szczepionki) rosły nadal. Jak oceniają autorzy wynalazku, może on posłużyć przede wszystkim w sytuacjach, w których konieczna jest szybka reakcja organizmu na zagrożenie. Oznacza to np. możliwość wykorzystania jej do leczenia pacjentów chorych na nowotwory, AIDS lub wyjątkowo groźne przypadki grypy, a także do neutralizacji toksyn, np. w razie ataku terrorystycznego. O swoim odkryciu badacze z instytutu Scripps informują na łamach czasopisma Proceedings of the National Academies of Science.

Badacze z Wayne State University informują o obiecujących wynikach testów nad szczepionką, która w przyszłości ma szansę kompletnie wyleczyć aż 20-30% przypadków raka piersi u kobiet. Badania przeprowadzone na myszach potwierdzają stuprocentową skuteczność terapii przy braku toksyczności. Eksperymentalna terapia, której testy nadzorowała dr Wei-Zen Wei, polegała na wzbudzeniu w organizmie gospodarza reakcji immunologicznej na białko HER2. Należy ono do grupy receptorów reagujących na czynniki wzrostu tkanki nabłonkowej. Jest ono obecne na zdrowych komórkach, lecz w przypadku nowotworu dochodzi do jego nadmiernej syntezy lub niekontrolowanej aktywności, co prowadzi do nieprawidłowego rozrostu tkanki. Cechę taką wykazuje mniej więcej co czwarty nowotwór piersi u kobiet. Nowoczesna medycyna zna już kilka leków działających bezpośrednio na receptor HER2, lecz stosowanie niektórych z nich wywołuje poważne efekty uboczne. Dodatkowym problemem jest pojawiająca się w pewnym momencie oporność na leczenie. Uzyskane dotychczas informacje na temat skuteczności i bezpieczeństwa eksperymentalnej terapii pozwalają wierzyć, że wspomniane problemy mogą zostać zażegnane. Badacze potwierdzili nawet, że nowa metoda leczenia raka piersi działa nawet wtedy, gdy guz przestał reagować na stosowane zwykle preparaty. Głównym elementem terapii jest odpowiednio skonstruowany plazmid - niewielka cząsteczka DNA wystepująca w charakterystycznej, kolistej formie. Jest on zawieszany w roztworze zawierającym czynnik stymulujący odpowiedź immunologiczną, czyli tzw. adjuwant (różne rodzaje adjuwantów są dodawane do wszystkich stosowanych obecnie szczepionek niezależnie od ich przeznaczenia). Mieszanina jest dostarczana do organizmu myszy z zastosowaniem impulsów elektrycznych - w momencie przyłożenia napięcia dochodzi do chwilowego zaburzenia struktury błon komórkowych, dzięki czemu komórki "otwierają się" i pobierają plazmid wraz z adjuwantem. Podawane myszom DNA zawiera zmodyfikowany gen kodujący receptor HER2. Ze względów bezpieczeństwa jego sekwencja została skrócona, by wyeliminować zdolność białka do przekazywania sygnałów promujących podziały komórkowe. Gdy plazmid trafia do komórki, następuje synteza białek kodowanych przez zawarte w nim geny. Gwałtowna synteza ogromnej liczby cząsteczek receptora powoduje rozwinięcie skierowanej przeciwko niemu odpowiedzi immunologicznej. Na początku polega ona na eliminacji komórek zawierających plazmid, lecz na dalszym etapie układ odpornościowy "poszukuje" komorek wytwarzających HER2 i niszczy je. Co ważne, terapia oszczędza zdrowe komórki, posiadające na swojej powierzchni prawidłową liczbę receptorów. Przeprowadzony eksperyment nie jest pierwszą terapią nowotworu, w której głównym składnikiem są cząsteczki DNA. Kilka takich terapii, w tym jedna pochodząca z laboratorium dr. Wei, przechodzi obecnie testy kliniczne na ludziach. Obecnie jest jednak zbyt wcześnie, by precyzyjnie określić szansę na ich rejestrację i ostateczne dopuszczenie do użycia w rutynowej terapii. Opóźnienie to jest, oczywiście, spowodowane względami bezpieczeństwa. Z drugiej strony istnieje jednak nadzieja, że podobny typ szczepionek może być za kilka lat podawany osobom zdrowym, by zapobiegać rozwojowi nowotworów wykazujących nadprodukcję HER2.