Znajdź zawartość

Sirolimus, in. rapamycyna, i jego pochodna ewerolimus, które dotąd stosowano m.in. w transplantologii przy zapobieganiu odrzuceniu przeszczepu, odwracają efekty starzenia u dzieci z zespołem progerii Hutchinsona-Gilforda (HGPS). Progerię charakteryzuje przyspieszone starzenie się. Wywołuje je mutacja punktowa (substytucja pojedynczego nukleotydu) w położonym na chromosomie 1. genie LMNA, który koduje białko laminę A. Proteina ta stabilizuje błonę otaczającą jądro komórkowe. Zmutowaną laminę A nazywa się progeryną. Jej akumulacja w organizmie zaburza prawidłowy rozwój tkanek. Podczas podziału komórek hodowlanych nagromadzenie wadliwego białka niekorzystnie wpływa na integralność błony komórkowej i prowadzi do powstawania uwypukleń jąder. Progeryna jest też produkowana przez starzejące się zdrowe komórki. Zespół Francisa S. Collinsa, dyrektora amerykańskich Narodowych Instytutów Zdrowia, zauważył, że zastosowanie rapamycyny (antybiotyku makrolidowego) w odniesieniu do fibroblastów osób z HGPS spowalniało starzenie komórek i całego organizmu. Sirolimus znosił uwypuklanie jąder, opóźniał początek etapu starości komórek i nasilał degradację progeryny. Co ważne, w normalnych fibroblastach rapamycyna ograniczała tworzenie się nierozpuszczalnych agregatów progeryny i stymulowała oczyszczanie w procesie autofagii. Jak obrazowo tłumaczą Amerykanie, leki immunosupresyjne wzmacniały wewnątrzkomórkowy mechanizm recyklingu, zmniejszając ilość progeryny nawet o połowę. Zespół ma nadzieję, że dzięki obiecującym wynikom wkrótce rozpoczną się testy kliniczne z udziałem dzieci z progerią. Obecnie w fazie testów klinicznych znajdują sie 3 leki, jednak działają one na innej zasadzie niż sirolimus i ewerolimus. Należą bowiem do grupy inhibitorów transferazy farnezylu i zapobiegają tworzeniu się progeryny. Collins uważa, że można by zastosować terapię połączoną lekami z obydwu grup (inhibitorów i antybiotyków makrolidowych).

Porównanie mszywiołów (Bryozoa), które trafiły do próbek pobranych 100 lat temu podczas wyprawy antarktycznej Roberta Scotta, ze współczesnymi okazami wykazało, że rzeczywiście z biegiem czasu wzrastały pobór i akumulacja dwutlenku węgla w Oceanie Południowym. Międzynarodowy zespół naukowców badał warstwy przyrostu rocznego w szkielecie mszywiołów z gatunku Cellarinella nutti. Zebrano je w Morzu Rossa, części Oceanu Południowego u wybrzeży Antarktydy Zachodniej, w ramach Spisu Antarktycznego Życia Morskiego. Porównanie z kolekcjami muzealnymi z Wielkiej Brytanii, USA i Nowej Zelandii, w tym okazów pochodzących z wyprawy Scotta, unaoczniło, że od lat 90. mszywioły rosną szybciej niż kiedykolwiek wcześniej. Wydaje się, że powodem jest większa dostępność pożywienia w postaci fitoplanktonu. Zaobserwowane przyspieszenie wzrostu stanowi ważny mechanizm transferu węgla w okolice dna morza. Po zebraniu wszystkich danych naukowcy zauważyli, że od 1890 do 1970 r. mszywioły, bezkręgowce przypominające zewnętrznie polipy stułbiopławów, rosły w przybliżeniu w tym samym tempie. Potem od lat 90. zaczęły się powiększać coraz szybciej, a obecnie wskaźnik wzrostu jest ponad 2-krotnie większy od średniej odnotowanej w XX wieku. Specjaliści z British Antarctic Survey (BAS) uważają, że dzieje się tak, ponieważ Bryozoa odżywiają się dłużej, pochłaniając więcej fitoplanktonu wykorzystującego rozpuszczony w wodzie CO2. To ważne, ponieważ prowadzi do uwolnienia węgla – tłumaczy dr David Barnes, główny autor opracowania, które ukazało się w Current Biology. Szybszy wzrost oznacza, że mszywioły prędzej osiągają rozmiary, przy których zostają oderwane przez prądy oceaniczne. Pseudoramiona łatwo ulegają przysypaniu osadami i obieg węgla zostaje zahamowany. Naukowcy uważają, że w ten sposób powiększa się magazyn węgla (ang. carbon sink) w Oceanie Południowym. Po raz pierwszy byliśmy w stanie wykorzystać tak długi zapis wzrostu zwierząt jako dowód na zachodzące ostatnio szybkie zmiany w obrębie życia na dnie morskim. Biologiczne kolekcje Scotta są cenne pod względem jakościowym i ilościowym, a będą może jeszcze cenniejsze przez wzgląd na pomoc w ustaleniu, jak bentos reaguje na zmiany zachodzące w otoczeniu. Zaledwie kilka badań Antarktydy dotyczy okresu sprzed ponad 30 lat, dlatego te dane są tak wyjątkowe [...] – podkreśla Barnes, dodając, że Scott przestanie dla niego być synonimem niepowodzenia (Amundsen dotarł na biegun południowy przed nim).

Ryby żyjące w pobliżu elektrowni węglowych zawierają mniej rtęci niż zwierzęta występujące na innych obszarach. Naukowcy uważają, że dzieje się tak przez wysokie stężenia selenu, które także nie są dobre, bo mogą zagrażać nawet śmiercią. Zatrucie selenem zwiększa np. ryzyko rozwoju nowotworów, o uszkodzeniach skóry nie wspominając. Odkryliśmy, że u ryb z jezior położonych co najmniej 30 km od elektrowni węglowych poziom rtęci jest ponad 3-krotnie wyższy niż u przedstawicieli tego samego gatunku z jezior zlokalizowanych w promieniu 10 km od zakładu – opowiada Dana Sackett, doktorantka z Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej. Naukowcy byli bardzo zaskoczeni wynikami, ponieważ w skali globalnej elektrownie węglowe są jednym z wiodących emitentów atmosferycznych zanieczyszczeń rtęcią, a duże ilości Hg osadzają się w obrębie 10 km od kominów. Amerykanie badali bassy wielkogębowe, zwane inaczej okoniopstrągami (Micropterus salmoides), oraz samogłowy błękitne (Lepomis macrochirus) z 14 jezior słodkowodnych. Siedem znajdowało się w promieniu 10 km od elektrowni, a tyle samo leżało co najmniej 30 km od zakładu. Wybrano właśnie te gatunki ryb, ponieważ są one często łapane i zjadane przez wędkarzy, poza tym zajmują dwa różne miejsca w łańcuchu pokarmowym. Te pierwsze są tzw. drapieżnikami alfa ze szczytu szeregu organizmów i żywią się mniejszymi rybami. Jako że stężenie rtęci wzrasta w miarę przesuwania się na coraz wyższe ogniwa łańcucha troficznego, u okoniopstrągów powinno ono być wysokie. Samogłowy są od nich mniejsze i polegają głównie na bezkręgowcach, owadach, dlatego zespół Sackett spodziewał się, że w ich tkankach powinno się zakumulować mniej Hg. Naukowcy stwierdzili, że u obu gatunków poziom metalu ciężkiego wzrastał ponad 3-krotnie w jeziorach bardziej oddalonych od elektrowni. Oznacza to, że lokalizacja wpływa na ryby bez względu na miejsce zajmowane w łańcuchu pokarmowym. Ichtiolodzy sądzą, że niższe stężenia rtęci są skutkiem poziomu selenu. W tkankach pobranych od ryb zamieszkujących jeziora położone w pobliżu elektrowni węglowych stężenia selenu były 3 razy wyższe niż w próbkach z bardziej oddalonych zbiorników wodnych. Selen jest również emitowany przez elektrownie węglowe. Wykazuje antagonistyczne działanie wobec rtęci (dokładny mechanizm tego zjawiska pozostaje na razie nieznany). Wiadomo, że zapobiega akumulowaniu przez ryby wysokich stężeń rtęci, ale naukowcy nie wiedzą jak.

Ivana Božić, doktorantka z Uniwersytetu Harvarda, stworzyła model matematyczny, który pokazuje, że pojedyncza mutacja nie wystarczy, by sprowokować wzrost nowotworu. Średnio zwiększa ona tempo podziałów komórkowych o zaledwie 0,4%. Oznacza to, że [...] konieczna jest wolna, stała akumulacja wielu mutacji w jednej komórce na przestrzeni lat. Szefowa studium, którego wyniki ukazały się w piśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), podkreśla, że skoro do zezłośliwienia zmiany potrzeba wielu zachodzących na przestrzeni dłuższego czasu mutacji, potwierdzają się obserwacje epidemiologów i klinicystów. Wg nich, w przypadku licznych nowotworów rzucają się bowiem w oczy heterogenność (niejednorodność) i losowość. Mimo że dane pochodzące z sekwencjonowania genomu nowotworów są pouczające, uzgodnienie ich z obserwacjami epidemiologicznymi i klinicznymi stanowi spore wyzwanie. Nasz nowy model matematyczny zaczyna łagodzić ten rozdźwięk. Božić wpisuje się w popularny ostatnio nurt badań, których autorzy próbują różnicować dwa typy mutacji w guzach: kierownicze i tzw. pasażerskie (te pierwsze mają decydujący wpływ na proces nowotworzenia, a drugie jedynie się dokładają). Naukowcy odkryli, że w większości guzów litych w kodujących genach występuje od 40 do 100 mutacji, choć średnio tylko od 5 do 15 z nich ma rzeczywisty wpływ na wzrost nowotworu. Pozostałe wiążą się jakoś z mutacjami napędzającymi, ale nie przynoszą guzowi bezpośrednich korzyści. Guzy zaczynają się rozwijać przy pierwszej mutacji dającej przewagę nad innymi komórkami, pozwalając im rosnąć nawet minimalnie tylko szybciej od sąsiadów. Gdy mutacje kierownicze powoli akumulują się w danej komórce, dochodzi do przyspieszenia procesu – coraz szybszy podział komórkowy skutkuje coraz szybszym pojawianiem się mutacji kierowniczych. Wszystko wskazuje na to, że czas upływający między mutacjami kierowniczymi w tworzącym się guzie jest kluczowy dla losów pacjenta. Ustaliliśmy np., że jednostka, u której przez 20 lat nie dochodzi do drugiej mutacji kierowniczej w tej samej komórce, może nigdy nie doświadczyć wzrostu guza do masy większej niż kilka tysięcznych grama. Jeśli jednak druga mutacja kierownicza nastąpi w ciągu 5 lat, w ciągu 25 lat może się rozwinąć guz ważący kilkaset gramów. Wyliczenia te pokrywają się z obserwacjami onkologów, że potrzeba ok. 30 lub więcej lat, by z początkowych komórek urósł nowotwór. Zespół Božić przetestował trafność modelu na dwóch dobrze zbadanych nowotworach: glejaku wielopostaciowym i gruczolakoraku trzustki. Naukowcy zaprezentowali równanie, które pozwala opomiarować korzyści wynikające z każdej mutacji kierowniczej i ustalić, ile ich występuje w danym guzie.

Japońscy naukowcy odkryli, że zwykły sos winegret może zapobiec akumulowaniu się tłuszczu, a więc tyciu. Na razie wykazano, że tak się dzieje u myszy, ale niewykluczone, że również u ludzi (Journal of Agricultural and Food Chemistry). Tomoo Kondo i zespół podkreślają, że winegret jest stosowany jako lek już od starożytności. Ordynowano go w przypadku niezliczonych dolegliwości. Współczesne badania ujawniły, że spożywczy kwas octowy, jeden z podstawowych składników dressingów, pomaga w kontrolowaniu ciśnienia krwi, poziomu cukru oraz procesu gromadzeniu tłuszczu. Kiedy myszom laboratoryjnym jedzącym wysokotłuszczowe pokarmy podawano także kwas octowy, wzrost otłuszczenia ciała był u nich nawet o 10% mniejszy niż u gryzoni z grupy kontrolnej. Po raz kolejny potwierdza się, że kwas octowy włącza geny odpowiedzialne za produkcję białek rozkładających tłuszcze. Trzeba to będzie jednak potwierdzić w badaniach na ludziach.

Drzewa makadamii akumulują więcej dwutlenku węgla niż pozostałe rośliny i można je wykorzystać do radzenia sobie z efektem cieplarnianym – twierdzą naukowcy z Australii. W 1857 roku roślina została odkryta w stanie Queensland przez Waltera Hilla. Nazywając ją makadamią, botanik upamiętnił przyjaciela Johna McAdama. Zespół profesora Grahama Jonesa z Centrum Studiów nad Regionalną Zmianą Klimatu na Southern Cross University zauważył, że drzewa z rodzaju Macadamia przechowują 4 tony CO2 na hektar rocznie, podczas gdy w tym samym czasie różne gałęzie przemysłu emitują "tylko" 0,5 t zanieczyszczeń gazowych na hektar. Możliwości makadamii ośmiokrotnie przewyższają więc aktualne zapotrzebowanie. Ponieważ w Queensland i na północy Nowej Południowej Walii 900 rolników uprawia makadamie na łącznej powierzchni 17 tysięcy hektarów, w ciągu 12 miesięcy są one w stanie unieszkodliwić aż 68 tysięcy dwutlenku węgla. Badania prowadzono na 38 drzewach (wszystkie mają 23 lata). Dostarczył je Greg James z farmy Deenford koło Balliny. Okazy zmierzono, zważono, przeanalizowano skład drewna oraz możliwości absorbowania CO2.

Bezpieczeństwo nanomateriałów stało się jakiś czas temu obiektem intensywnych badań. Naukowcy od kilku lat starają się dowiedzieć, czy te mikroskopijne struktury, tworzone najczęściej z węgla, są bezpieczne dla ludzi oraz innych organizmów, a nawet dla całych ekosystemów. Tym razem badacze postanowili przebadać przepływ nanomateriałów pomiędzy kolejnymi organizmami w łańcuchu pokarmowym. Szczęśliwie, wyniki analizy są uspokajające. Celem eksperymentu było określenie wydajności wchłaniania oraz sposobów wydalania i ilości przekazywanych w łańcuchu pokarmowym nanostruktur. Jako przykładowy model nanomateriału posłużyły badaczom tzw. kropki kwantowe (ang. quantum dots) - drobne cząsteczki zdolne do intensywnej fluorescencji pod wpływem światła o określonej długości fali. Jako modelowy, znacznie uproszczony łańuch pokarmowy posłużyły dwa drobne organizmy wodne: pierwotniak Tetrahymena pyriformis oraz żywiący się nim wrotek z gatunku Brachionus calyciflorus. Badacze udowodnili, że T. pyriformis "chętnie" i intensywnie pobierał kropki kwantowe, co wykazano dzięki pomiarom światła wytwarzanego wewnątrz jego komórek. Co więcej, pochłonięte w ten sposób cząsteczki trafiały później do organizmu wrotka i utrzymywały w nim zdolność do fluorescencji, co oznacza, że nie są wrażliwe na trawienie. Z drugiej jednak strony, nie wykazywały one tendencji do akumulacji w organizmie drapieżnika, co oznacza najprawdopodobniej zdolność B. calyciflorus do skutecznego wydalania fluorescencyjnych cząsteczek. Prowadzący badania David Holbrook z amerykańskiego Narodowego Instytutu Standardów i Technologii (National Institute of Standards and Technology - NIST) zastrzega jednak, że należy być bardzo ostrożnym przy próbie zastosowania tych samych wniosków w odniesieniu do człowieka. Nasze badania pokazują, że choć transfer troficzny [czyli przekazywanie materii od ofiary do żywiciela - red.] kropek kwantowych miał w tym prostym łańcuchu pokarmowym miejsce, nie dochodziło do ich akumulacji w wyższym z tych dwóch organizmów, tłumaczy Holbrook. Badacz zaznacza jednak, że choć wstępne wyniki nie wskazują na istnienie ryzyka zachodzenia tego zjawiska, dla osiągnięcia pelnej wiedzy potrzebne jest przeprowadzenie bardziej złożonych ekspermentów i stworzenie dokładniejszych metod pomiaru ilości przenoszonych w łańcuchu pokarmowym nanomateriałów.