Znajdź zawartość
Wyświetlanie wyników dla tagów 'apoptoza' .
Znaleziono 31 wyników
-
Naukowcy doszli do tego, w jaki sposób umierające komórki, które przechodzą programowaną śmierć, czyli apoptozę, zapobiegają niebezpiecznym reakcjom immunologicznym. Zespół z German Cancer Research Center (DKFZ) zidentyfikował na komórkach odpornościowych gryzoni receptor, który aktywuje ochronny mechanizm i w ten sposób zapobiega reakcjom autoimmunologicznym. W organizmie codziennie umiera ogromna liczba komórek. Układ odpornościowy styka się wtedy z dużą ilością białek, które powinny uruchomić odpowiedź immunologiczną. Wydaje się jednak, że apoptyczne komórki aktywnie hamują układ odpornościowy, po to by nie atakował on własnych tkanek. Wiele lat temu zaczęliśmy się zastanawiać, jaki ochronny mechanizm zapobiega reakcjom autoimmunologicznym, gdy komórki układu odpornościowego, takie jak komórki dendrytyczne, pochwytują resztki martwych komórek - opowiada Peter Krammer. Ostatnio Krammer i Heiko Weyd znaleźli wraz zespołem odpowiedź na to pytanie. Okazało się, że gdy uruchamiana jest apoptoza, umierająca komórka transportuje na powierzchnię białka z rodziny aneksyn. Aneksyny są dla komórek układu odpornościowego sygnałem stopu i zapobiegają wyzwoleniu odpowiedzi immunologicznej. Kevin Bode zidentyfikował białko dektynę-1 (ang. dectin-1) jaki receptor wiążący aneksynę na powierzchni komórek dendrytycznych. Dektyna-1 rozpoznaje aneksyny i uruchamia w komórkach dendrytycznych szlak sygnalizacyjny, który ostatecznie hamuje odpowiedź. Myszy, które nie miały dektyny-1 na powierzchni komórek dendrytycznych, wykazywały silniejszą odpowiedź immunologiczną na umierające komórki. Ponadto zwierzęta pozbawione dektyny-1 rozwinęły w starszym wieku objawy chorób autoimmunologicznych. Zakładamy, że organizm ma też inne ochronne opcje. To dlatego nieobecność dektyny-1 nie jest widoczna aż do późniejszych etapów życia - wyjaśnia Bode. Co ciekawe, dektyna-1 spełnia podwójną rolę. W jednym miejscu wiąże aneksyny, w drugim pewne patogeny, a to z kolei wywołuje odpowiedź immunologiczną. W ten sposób odkryliśmy kluczowy immunologiczny punkt kontroli, który w zależności od partnera wiązania albo wyzwala, albo hamuje odpowiedź immunologiczną - podkreśla Krammer. Interakcję aneksyn z powierzchni umierających komórek z dektyną-1 na komórkach dendrytycznych wykryto najpierw w szalce Petriego. Później przyszedł czas na badanie zjawisk zachodzących u zwierząt wyposażonych w złożony układ odpornościowy. Ważnym elementem szlaku uruchamianego po związaniu aneksyny z dektyną-1 jest oksydaza NADPH typu 2. (ang. NADPH oxidase 2). Ludzie, którzy nie mają tego enzymu, zapadają na choroby autoimmunologiczne. Obecnie ekipa z DKFZ we współpracy z akademikami z Dziecięcego Szpitala w Zurychu oraz Szpitala Uniwersyteckiego w Heidelbergu bada próbki krwi pacjentów pozbawionych oksydazy NADPH typu 2., by znaleźć punkt zaczepienia do opracowania nowych terapii. « powrót do artykułu -
Nowotwory: zemsta ewolucji za inteligencję?
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
Dlaczego ludzie zapadają na nowotwory częściej od szympansów? Dr John McDonald, pracownik uczelni Georgia Tech, twierdzi, że zwiększona podatność na choroby z tej grupy jest "efektem ubocznym" ewolucji naszych mózgów. Dlaczego ewolucja układu nerwowego miałaby mieć tak wiele wspólnego z nowotworami narządów całego organizmu? Zdaniem McDonalda, winę ponosi apoptoza, czyli zjawisko eliminacji bezużytecznych i uszkodzonych komórek. Proces ten zachodzi u ludzi znacznie mniej intensywnie, niż u innych naczelnych, przez co zwiększa się prawdopodobieństwo przetrwania komórek mogących stać się zarzewiem nowotworu. Swoje wnioski badacz oparł na analizie aktywności genów w materiale pobranym z pięciu organów: mózgu, jądra, wątroby, nerki oraz serca. W porównaniu do szympansów, we wszystkich próbkach pobranych od ludzi zaobserwowano wyraźne wyciszenie genów odpowiedzialnych za apoptozę. Wyniki naszych analiz sugerują, że ludzie nie są równie efektywni co szympansy w przeprowadzaniu procesu programowanej śmierci komórek. Jesteśmy przekonani, że ta różnica mogła wyewoluować jako środek pozwalający na zwiększenie rozmiaru mózgu oraz poprawę związanych z tym zdolności poznawczych u ludzi, lecz kosztem tego mogła być zwiększona podatność na nowotwory, tłumaczy dr McDonald. Autor hipotezy zaznacza wyraźnie, że ma ona wyłącznie charakter spekulacji. Nie bez powodu opublikował ją na łamach czasopisma Medical Hypothesis. Mimo to, przyznać trzeba, że powiązanie ze sobą inteligencji człowieka oraz jego podatności na nowotwory to odważna, lecz całkiem sensowna myśl. -
Toksyny z dymu papierosowego obniżają płodność kobiet
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Zdrowie i uroda
Młode dziewczyny, które stykają się z dymem papierosowym, mogą mieć w przyszłości problemy z poczęciem. Naukowcy z University of Newcastle wykazali bowiem na modelu mysim, że 3 związki z dymu papierosowego wpływają na geny uruchamiające apoptozę, czego skutkiem jest przedwczesne starzenie jajników i wytwarzanie dysfunkcyjnych jajeczek. Nasze [3-letnie] badania laboratoryjne wykazały, że wdychanie tych toksyn na wczesnych etapach życia może prowadzić do spadku jakości i liczby komórek jajowych u samic - podkreśla Eileen McLaughlin. Obecnie pani profesor ubiega się o fundusze na zbadanie kwestii, w jaki sposób palenie przez ciężarną wpływa na płodność przyszłych pokoleń. Sądzimy, że kontakt z tymi toksynami na etapie życia płodowego [także] zmniejsza jakość i liczbę oocytów, a obniżona płodność może być przekazywana z pokolenia na pokolenie. W odniesieniu do ludzi oznaczałoby to, że jeśli twoja babcia paliła, gdy była w ciąży z twoją matką lub w jej pobliżu, gdy ta była dzieckiem, ty i prawdopodobnie twoje dzieci możecie się znajdować w grupie podwyższonego ryzyka zmniejszonej płodności. -
Specjaliści z Instytutu Badawczego Ellen Scripps zidentyfikowali prion TPrP (od ang. toxic PrP), który jako monomer prowadzi do rozmaitych form obumierania neuronów - apoptozy i autofagii - wiązanych do tej pory z toksycznością agregatów białek prionowych, czyli oligomerów. Oznacza to, że jest co najmniej 10-krotnie bardziej śmiercionośny od nich. Zmiany związane z działaniem TPrP przypominają te widywane w mózgach zwierząt z BSE (gąbczastą encefalopatią bydła). Jak donosi zespół prof. Corinne Lasmézas, najbardziej toksyczna w warunkach in vivo oraz in vitro forma prionu ma budowę helisy alfa. Co ciekawe, wysoce α-helikalne półprodukty opisano także w przypadku innych amyloidogennych białek, ale ich biologiczne znaczenie nadal pozostaje nieznane. Amerykanie uważają, że ich odkrycia nie tylko pozwolą lepiej zrozumieć BSE czy jej ludzki odpowiednik chorobę Creutzfeldta-Jakoba, ale także zbadać możliwość, czy podobne neurotoksyczne białka o nieprawidłowej konformacji nie są zaangażowane w alzheimeryzm czy parkinsonizm.
-
Składniki herba mate uśmiercają komórki raka jelita grubego
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Zdrowie i uroda
Mieszkańcy Ameryki Południowej piją duże ilości herba mate (hiszp. yerba mate), dziennie od 2 do 3 litrów. Ostatnie badania wskazują, że to bardzo dobry dla zdrowia zwyczaj, ponieważ bioaktywne składniki naparu wywołują śmierć komórek raka jelita grubego. Pochodne kofeiny z herba mate nie tylko wywołują śmierć ludzkich komórek raka jelita grubego, ale i znacząco obniżają stężenie ważnych markerów stanu zapalnego - opowiada prof. Elvira de Mejia z University of Illinois. To istotne, ponieważ stan zapalny sprzyja uruchamianiu kolejnych etapów rozwoju nowotworu. De Mejia i Sirima Puangpraphant oddziaływały na ludzkie komórki raka jelita grubego pochodnymi kwasu kawoilochinowego (CQA). W miarę jak zwiększano stężenie CQA, dochodziło do nienaprawialnych uszkodzeń DNA i nasilała się apoptoza. Zespół opisał mechanizm korzystnych dla zdrowia wydarzeń. Najpierw pewne pochodne kwasu kawoilochinowego znacznie obniżają poziom różnych markerów stanu zapalnego, w tym działającego jako czynnik transkrypcyjny kompleksu białkowego NF-κB, który reguluje wiele genów kodujących enzymy. Później do gry wkraczają kaspaza-8 (jedna z kaspaz inicjatorowych) oraz kaspaza-3 (odpowiedzialna za hydrolizę białek cytoszkieletu i błony otaczającej jądro komórkowe). Jednym słowem: powstaje mniej komórek nowotworowych, a istniejące ulegają zniszczeniu. Gdybyśmy mogli ograniczyć aktywność NF-κB, ważnego markera łączącego stan zapalny z nowotworem, mielibyśmy większą kontrolę nad przemianą zwykłych komórek w komórki rakowe. Ponieważ mikroflora jelit odgrywa ważną rolę we wchłanianiu i metabolizmie pochodnych kofeiny, przeciwzapalne i przeciwnowotworowe właściwości herba mate ujawniają się najsilniej właśnie w obrębie przewodu pokarmowego. Niedługo ukażą się wyniki studium, w ramach którego porównywano zachorowalność na raka jelita grubego u szczurów pijących wyłącznie herba mate (grupa eksperymentalna) i gryzoni pijących tylko wodę (grupa kontrolna). -
Związek z ryby zabija komórki macierzyste białaczki szpikowej
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Medycyna
Delta-12-prostaglandyna J3 (D12-PGJ3), związek pozyskiwany z kwasu eikozapentaenowego, czyli kwasu omega-3 występującego w rybach, zabija w mysiej śledzionie i szpiku kostnym komórki macierzyste przewlekłej białaczki szpikowej (CML). Przeszłe badania nad kwasami tłuszczowymi zademonstrowały ich korzystny wpływ na układ sercowo-naczyniowy oraz rozwój mózgu, zwłaszcza u niemowląt, ale my wykazaliśmy, że niektóre metabolity kwasów omega-3 mają zdolność wybiórczego uśmiercania u myszy komórek wywołujących białaczkę. Istotne jest to, że myszy były całkowicie wyleczone i nie następowały nawroty choroby - zaznacza prof. Sandeep Prabhu z Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii. D12-PGJ3 aktywuje w komórkach macierzystych białaczki gen białka p53, czynnika transkrypcyjnego o własnościach supresora nowotworowego, uruchamiając w ten sposób program apoptozy. p53 [...] reguluje odpowiedź na uszkodzenia DNA i podtrzymuje stabilność genomu. Uśmiercenie komórek macierzystych białaczki jest bardzo ważne, ponieważ mogą się one dzielić, dając więcej komórek nowotworowych/macierzystych. Obecne leki na przewlekłą białaczkę szpikową nie prowadzą do całkowitego wyleczenia, ponieważ nie obierają na cel komórek macierzystych, tylko utrzymują liczbę komórek nowotworowych na niskim poziomie - wyjaśnia prof. Robert Paulson, współautor badań. Pacjenci muszą stale zażywać leki. Jeśli przestaną, choroba nawraca, ponieważ komórki macierzyste białaczki są lekooporne. Podczas eksperymentów codziennie przez tydzień Amerykanie wstrzykiwali każdej z myszy 600 nanogramów D12-PGJ3. Badania pokazały, że gryzonie zostały w pełni wyleczone. Parametry krwi były prawidłowe, rozmiary śledziony wróciły do normy, nie dochodziło do nawrotów białaczki. Zdecydowano się na testowanie właśnie D12-PGJ3, ponieważ wywoływał on najmniejszą liczbę skutków ubocznych. Akademicy zamierzają sprawdzić, czy D12-PGJ3 można wykorzystać w terminalnej fazie CML. Obecnie nie ma leków, które skutkowałyby po podaniu na tym etapie choroby. -
Helicobacter pylori to jedyne bakterie, które są w stanie przeżyć w ludzkim żołądku. Zakażenie zwiększa ryzyko raka żołądka. Naukowcom dopiero teraz udało się jednak opisać, w jaki sposób bakteryjne toksyny zaburzają pracę mitochondriów i prowadzą do wzmożonej apoptozy. Jak wyjaśnia prof. Steven Blanke z University of Illinois, jedną z oznak przewlekłego zakażenia H. pylori jest nasilenie apoptozy. Może się to przyczyniać do rozwoju raka na kilka sposobów. Po pierwsze, apoptoza uszkadza nabłonek błony śluzowej żołądka, a chroniczne uszkodzenie jakiejkolwiek tkanki stanowi czynnik ryzyka nowotworu. Po drugie, zwiększenie liczby apoptycznych komórek może napędzać hipernamnażanie komórek macierzystych, które mają naprawiać szkody. Zwiększa to prawdopodobieństwo mutacji i nowotworu. Wcześniejsze studia pokazały, że VacA, białkowa toksyna wytwarzana przez H. pylori, uruchamia apoptozę. Nie było jednak wiadomo, jaki mechanizm leży u podłoża tego zjawiska. Naukowcy ustalili tylko, że VacA obiera na cel mitochondria. By zrozumieć, co dzieje się podczas ataku bakterii na żołądek, trzeba pamiętać, że zaspokajając potrzeby energetyczne, w zdrowej komórce mitochondria zlewają się i tworzą wydajne sieci i że nie są one tylko centrami energetycznymi, ponieważ regulują także śmierć komórkową. Badając, jak komórki reagują na zakażenie H. pylori, Amerykanie zauważyli, że bakterie wywołują rozszczepianie mitochondriów. Fuzja i rozszczepianie to 2 dynamiczne, przeciwstawne procesy, które muszą pozostawać w równowadze, by regulować strukturę i funkcjonowanie mitochondriów. Infekcja H. pylori lub podanie samej VacA daje jednak przewagę rozszczepowi. Zespół Blanke'a odkrył, że VacA przyciąga do mitochondriów białko gospodarza Drp1. Kolejne eksperymenty pokazały, że związany z Drp1 rozpad sieci mitochondrialnych prowadził do aktywacji stymulującej apoptozę proteiny Bax. Związek między działaniem VacA na mitochondria i zależną od Bax śmiercią komórkową nie był wcześniej znany - podkreśla Blanke. Dysfunkcje mitochondrialne wiążą się z wieloma chorobami: od nowotworów po choroby neurodegeneracyjne, takie jak parkinsonizm czy alzheimeryzm. Dotąd, mimo że wiedziano, że kilkadziesiąt bakterii i wirusów bezpośrednio atakuje mitochondria, nie dysponowano jednak metodologią badania potencjalnego związku między infekcjami bakteryjnymi a chorobami mitochondrialnymi. Dzięki pracom zespołu Blanke'a zyskano potrzebne do tego narzędzie.
-
Wertycylina A, związek wyizolowany z grzybów rosnących na południowym zachodzie Chin, pomaga w zwiększeniu skuteczności leków przeciwnowotworowych, np. cisplatyny i etopozydu. Podwyższa prawdopodobieństwo, że komórki nowotworowe ulegną apoptozie, czyli samounicestwieniu. Dr Kebin Liu, immunolog onkologiczny z Georgia Health Sciences University Cancer Center, wyjaśnia, że wertycylina A, która występuje w grzybach Verticillium sp., uwrażliwia komórki nowotworowe na białko TRAIL (od ang. tumor necrosis factor-related apoptosis inducing ligand), czyli ligand indukujący apoptozę, związany z czynnikiem martwicy nowotworów. TRAIL wywołuje apoptozę w kilku typach nowotworów, m.in. szpiczaku mnogim i raku pęcherza moczowego, co wykorzystano do opracowania terapii. Niestety, problemem stała się lekooporność. Wygląda to tak, jakby większość komórek nowotworowych znalazła sposób na osiągnięcie oporności i omijała działanie TRAIL - opowiada dr Wendy Bollag, specjalistka od fizjologii komórki. Podczas badań na myszach Amerykanie zauważyli, że wertycylina A może w pojedynkę zabić komórki nowotworu. Niestety, potrzebna do tego dawka wywoływała efekty uboczne. By osiągnąć ten sam skutek bez złego samopoczucia, wystarczyło mniejszą dawkę wertycyliny A połączyć z białkiem TRAIL. Wertycylina A zwiększa skuteczność cisplatyny i etopozydu. Leki te również uruchamiają apoptozę, ale są mniej ukierunkowane niż TRAIL. Sądzimy, że wertycylina A może być dobrym lekiem towarzyszącym przy wielu terapiach onkologicznych - uważa Liu. W jaki sposób wertycylina A działa? Wydaje się, że zwiększa ona aktywność genu BN1P3, który sprzyja apoptozie. Ponieważ komórki rakowe wyłączają ten sam gen za pomocą metylacji, wygląda na to, że wertycylina "śledzi" ich poczynania i przywraca stan wyjściowy. Wertycylina A może zmieniać metylację w taki sposób, że komórki nowotworowe stają się bardziej wrażliwe na TRAIL - podkreśla dr Keith Robertson. Zespół badał metastatyczne (przerzutujące) komórki ludzkiego raka jelita grubego, które zarówno w hodowli, jak i w organizmie myszy są wyjątkowo lekooporne, także ma terapię białkiem TRAIL. Poza tym prowadzono analogiczne badania na mięsakach, gruczolakorakach płuca oraz raku piersi. W przyszłości naukowcy chcieliby przetestować wertycylinę A na czerniaku i raku trzustki.
-
W modelu zwierzęcym szafran, jedna z najdroższych przypraw świata, zapewnia ochronę przed rakiem wątrobowokomórkowym. Kiedy szafran podawano szczurom z wywołanym dietylonitrozoaminą (DEN) nowotworem wątroby, następowało zahamowanie namnażania komórek rakowych i stanu zapalnego oraz wzmożona apoptoza (Hepatology). Rak wątrobowokomórkowy to 5. pod względem zapadalności i 3. pod względem śmiertelności nowotwór na świecie. Najważniejszymi czynnikami ryzyka są w jego przypadku przewlekłe zapalenia wątroby typu B i C. Do innych należą marskość wątroby czy nadużywanie alkoholu. Hepatotoksyczny DEN występuje w dymie papierosowym, kosmetykach, pokarmach przetworzonych zawierających mleko i benzynie. Przy ograniczonych opcjach leczenia podejścia zapobiegające rozwojowi nowotworu wydają się najlepszymi strategiami […] – uważa prof. Amr Amin z Uniwersytetu Zjednoczonych Emiratów Arabskich. Wcześniejsze badania wykazały, że szafran ma właściwości przeciwutleniające, przeciwzapalne i antynowotworowe. Do celów kulinarnych zbiera się znamiona z częścią słupka. Przyprawa nadaje potrawom piękną złotą barwę i charakterystyczną goryczkę (zawdzięcza ją pikrokrocynie). Podczas eksperymentów zespół Amina wykorzystywał DEN do wywołania zmian w wątrobach szczurów – odpowiadały one łagodnym i złośliwym guzom u ludzi. Zwierzęta podzielono na 3 grupy. Wszystkim na dwa tygodnie przed zastrzykiem z dietylonitrozoaminy codziennie podawano szafran, ale w różnych dawkach. Pierwszej grupie 75 mg/kg, drugiej 150 mg/kg, a trzeciej 300 mg/kg. Suplementację szafranem kontynuowano przez 22 tygodnie po iniekcji. Okazało się, że szafran zmniejszał częstość występowania i liczbę guzków w wątrobie. U zwierząt, którym podawano największą dawkę szafranu, nie rozwijały się one w ogóle. Szczury z dietą uzupełnioną szafranem wykazywały spadek poziomu gamma-glutamylotranspeptydazy (GGTP), aminotransferazy alaninowej (ALT) oraz α-fetoproteiny (AFP), białek wskazujących na uszkodzenie wątroby.
-
Obecnie używane antybiotyki są dość skuteczne w walce z bakteriami, ale nie radzą sobie z infekcjami wirusowymi. Stąd też mimo olbrzymiego postępu medycyny wciąż pozostajemy bezradni wobec grypy czy gorączek krwotocznych. Tymczasem naukowcy z należącego do MIT-u Lincoln Laboratory opracowali lekarstwo, które potrafi odnaleźć, zidentyfikować i zabić komórki zarażone wirusem, doprowadzając w ten sposób do zakończenia infekcji. Przeprowadzono już testy na 15 wirusach, w tym m.in. na wirusie polio, dengi, grypy H1N1 i wykazano, że lekarstwo skutecznie zwalcza je wszystkie. Teoretycznie powinno to działać na wszystkie wirusy - mówi Todd Rider, jeden z odkrywców nowej metody walki z wirusami. Działa ona dzięki temu, że lekarstwo bierze na celownik pewien typ RNA, który powstaje tylko w komórkach zarażonych wirusem. Gdy wirus zaraża komórkę, zaczyna ją wykorzystywać do własnych celów. By to zrobić, produkuje długie nici podwójnego RNA (dsRNA - double-stranded RNA), które w sposób naturalny nie występują w organizmie człowieka i zwierząt. Komórki, broniąc się przed infekcją, produkują proteiny DRACO (Double-stranded RNA Activated Caspase Oligomerizers) łączące się z dsRNA, których zadaniem jest uniemożliwienie namnażania się wirusa. Jednak wiele wirusów potrafi ominąć te „zabezpieczenia". Rider wpadł na pomysł, by połączyć proteiny blokujące dsRNA z proteinami rozpoczynającymi proces apoptozy komórek. Dzięki temu, gdy jeden koniec DRACO łączy się z dsRNA z drugiego końca wysyłany jest sygnał rozpoczynający apoptozę. Prace swoich kolegów chwali Karla Kirkegaard, profesor biologii i immunologii na Uniwersytecie Stanforda. Wirusy bardzo efektywnie rozwijają oporność na leki, którymi próbujemy je zwalczać. Jednak w tym przypadku trudno wyobrazić sobie prostą metodę nabycia oporności - mówi uczona. Dotychczas większość badań nowej metody przeprowadzono na kulturach komórek wyhodowanych w laboratorium. Jednak badano również DRACO na myszach zarażonych H1N1. Po leczeniu z udziałem DRACO myszy całkowicie pozbyły się wirusa z organizmu. Badania wykazały też, że DRACO nie jest dla nich toksyczne. Obecnie nowa metoda jest testowana na kolejnych wirusach.
-
Kardiolodzy z Centrum Zdrowia University of Connecticut zidentyfikowali nowy biomarker zawału serca. Pacjenci, którzy go przechodzą, mają podwyższony poziom podjednostki 17 (p17) kaspazy-3 w surowicy. Zespół doktora Bruce'a Lianga opublikował uzyskane wyniki w styczniowym numerze Journal of the American College of Cardiology. Odkryliśmy nowy biomarker zawału serca i wykazaliśmy, że apoptoza, pewien rodzaj śmierci komórek, stanowi przyczynę uszkodzenia mięśnia sercowego. Możliwość stwierdzenia, że zbliża się zawał, na podstawie badania krwi i opracowanie nowych metod terapii blokujących apoptozę pozwolą zacząć działać wcześniej i zachować kluczowe funkcje mięśnia sercowego [...] – wyjaśnia Liang. Amerykanie analizowali przypadki 27 chorych z ostrym klasycznym zawałem serca, czyli zawałem z uniesieniem odcinka ST (ang. STEMI, ST-segment elevation myocardial infarction), którzy trafili do ich Centrum Zdrowia w okresie od grudnia 2007 do stycznia 2010 roku.
-
Wyczerpujące ćwiczenia fizyczne zatrzymują programowaną śmierć komórkową apoptozę. Naukowcy badali krwinki jednojądrzaste krwi obwodowej, wyizolowane z krwi pobranej od ludzi, którzy ukończyli maraton. Okazało się, że po biegu zmienił się układ sił między ekspresją genów pro- i antyapoptycznych (BMC Physiology). Zespół Gabrielli Marfe z Università degli Studi di Roma Tor Vergata badał po ukończeniu maratonu 10 biegaczy amatorów. Apoptoza jest normalną funkcją fizjologiczną, zależną od całego wachlarza sygnałów. Wiele z nich może być modulowanych przez wyczerpujące ćwiczenia. Tutaj po raz pierwszy wykazaliśmy, że ćwiczenia modulują ekspresję pewnych białek – sirtuin [...]. Włosi uważają, że wspomniana rodzina białek, a zwłaszcza SIRT1 z cytoplazmy, odpowiada za ochronny (antyapoptyczny) efekt aktywności fizycznej. Sirtuiny mogą odgrywać kluczową rolę mediatorów/efektorów w podtrzymywaniu szkieletowej i sercowej tkanki mięśniowej, a także neuronów. To wyjaśniałoby wspólny korzystny wpływ ćwiczeń fizycznych oraz ograniczenia liczby przyjmowanych kalorii na przeżycie i starzenie. Marfe dodaje, że by ćwiczenia mogły służyć zdrowiu, muszą być wykonywane poprawnie. Inaczej wyczerpujący wysiłek wyrządzi sporo szkód.
-
Dzięki akupunkturze szczury z uszkodzonym rdzeniem mogą na powrót chodzić. Naukowcy wyjaśniają, że dzieje się tak, gdyż poprzez zmniejszenie stanu zapalnego metoda ta zapobiega programowanej śmierci, czyli apoptozie neuronów i oligodendrocytów (Neurobiology of Disease). Znając rezultaty wcześniejszych studiów, które wskazywały, że akupunktura poprawia funkcjonowanie czuciowe i ruchowe ludzi z urazami rdzenia, Doo Choi i jego zespół z Kyung Hee University w Seulu postanowili sprawdzić, dlaczego się tak dzieje. Koreańczycy uszkodzili rdzeń kręgowy 75 szczurów. U jednej trzeciej zastosowali potem nakłuwanie w dwóch miejscach akupunkturowych: 1) Shuigou (GV26; między górną częścią pyska a jamą gębową) i 2) Yanglingquan (GB34; w górnej części tylnej łapy). U pozostałych zwierząt symulowano leczenie starożytną metodą. Po 35 dniach grupa akupunkturowa była w stanie ustać na bardziej stromym wzniesieniu i lepiej chodziła. Gdy spody łap zabarwiono tuszem, okazało się, że u jej przedstawicieli koordynacja tylnych i przednich łap była dość dobra i występowało jedynie lekkie powłóczenie stopami. W grupie kontrolnej stale obserwowano ciągnięcie za sobą kończyn. U zwierząt przechodzących akupunkturę obumierało mniej komórek nerwowych, poza tym wykryto mniejsze stężenia białek wywołujących stan zapalny po uszkodzeniu rdzenia: czynnika martwicy nowotworu, interleukiny-1β, interleukiny-6, syntazy tlenku azotu, cyklooksygenazy 2 (COX-2) czy metaloproteazy macierzy pozakomórkowej 9 (MMP-9). Naukowcy wyliczają, że akupunktura hamuje aktywację enzymu kaspazy 3, która odgrywa centralną rolę w apoptozie (jest ona kaspazą egzekutorową, a że aktywuje endonukleazę DFF40/CAD, odpowiada za fragmentację DNA), zmniejsza wielkość uszkodzenia rdzenia i stopień utraty aksonów. Dzięki niej złagodzeniu ulega też aktywacja p38 kinazy białkowej aktywowanej mitogenem oraz mikrogleju. Jak to wyjaśnić? Koreańczycy sugerują, że być może nakłuwanie ostrymi igłami wywołuje reakcję stresową tłumiącą stan zapalny. Na razie nie wiadomo, czy wyniki badań na szczurach przekładają się jakoś na nasz gatunek. W ramach studium z Seulu terapię rozpoczynano niemal natychmiast po urazie, a ludzie nie korzystają raczej z akupunktury przed upływem przynajmniej 3 miesięcy od wypadku.
-
Progesteron to żeński hormon płciowy, najbardziej znany ze swej roli w podtrzymywaniu ciąży. W marcu rozpocznie się jednak trzecia faza testów klinicznych nad zastosowaniem go w zapobieganiu urazom czaszkowo-mózgowym u ofiar wypadków, żołnierzy itp. Naukowcy z Emory University w Atlancie sądzą, że podanie w ciągu kilku godzin od zdarzenia kroplówki z hormonem ograniczy lub wyeliminuje uszkodzenie mózgu. Na trop takiej metody postępowania naprowadziło naukowców przypadkowe odkrycie sprzed ponad 25 lat. Wtedy to Donald Stein – również z Emory – badał skutki urazów głowy u szczurów. Stwierdził, że u samic wystąpiło mniej niekorzystnych objawów niż u samców. Poza tym najlepiej czuły się szczurzyce, które podczas eksperymentu znajdowały się w fazie cyklu związanej z najwyższym stężeniem progesteronu. W prowadzonych później testach na innych gatunkach zwierząt również zademonstrowano neuroochronne właściwości hormonu wytwarzanego przez ciałko żółte i łożysko w czasie ciąży. Co ważne, występuje on w mózgach zarówno samców, jak i samic. Dwa przeprowadzone niedawno badania kliniczne sugerowały, że progesteron ogranicza śmiertelność i stopień niepełnosprawności u osób po urazach czaszkowo-mózgowych. Najnowsze studium Davida Wrighta obejmie 1140 pacjentów z 17 centrów medycznych z różnych rejonów USA, w tym z ośrodka Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco. U każdego pacjenta będzie zastosowany dożylny wlew z progesteronu. Lekarze rozpoczną procedurę w ciągu 4 godzin od wypadku i będą ją prowadzić przez 4 kolejne dni. Ponieważ terapię trzeba wdrożyć jak najszybciej, amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków wydała zgodę na podłączenie do kroplówki bez zgody pacjenta, jeśli jest nieprzytomny, a w ciągu godziny nie uda się nawiązać kontaktu z kimś z najbliższej rodziny. Gdy dana osoba chce, by w razie wypadku nie objęło jej hormonalne leczenie, naukowcy utworzyli specjalną witrynę, na której można się dopisać do listy. Takie badania są naprawdę potrzebne, ponieważ dotąd, mimo wielu prób, nie udało się uzyskać skutecznego leku na ograniczenie uszkodzenia. Niektóre pogarszały nawet stan chorych. Specjaliści pokładają w progesteronie spore nadzieje, ponieważ oddziałuje on na wiele ścieżek chemicznych w organizmie. Na razie nie wiadomo, jak dokładnie wpływa na mózg. Pewne jest tylko, że zapobiega stanowi zapalnemu oraz apoptozie uszkodzonych neuronów.
-
Proste i nieinwazyjne badanie oczu może już niedługo znacząco wspomóc dotychczasowe, kłopotliwe i mało wiarygodne metody wykrywania choroby Alzheimera - zapowiadają naukowcy z University College London (UCL). Dotychczasowe testy na zwierzętach wskazują, że nowa technika znacząco poprawia jakość diagnostyki i pozwala na ocenę tempa rozwoju schorzenia. Diagnozowanie choroby Alzheimera opiera się dziś głównie na wykrywaniu charakterystycznych, postępujące w czasie objawów, takich jak upośledzenie pamięci czy pogorszenie mowy. Bardziej wiarygodnych testów, takich jak ocena stężenia niektórych białek w płynie mózgowo-rdzeniowym, często unika się ze względu na komfort pacjenta. Naukowcy z UCL opracowali jednak prosty test, który może pomóc w wykryciu alzheimeryzmu w oparciu o ocenę liczby obumierających neuronów siatkówki oka. Skuteczność nowej metody oceniano na transgenicznych myszach wykazujących wysokie ryzyko choroby Alzheimera. Po osiągnięciu odpowiedniego wieku zwierzętom podano fluorescencyjne związki stosowane powszechnie w hodowlach tkankowych do znakowania obumierających komórek. Po pewnym czasie, potrzebnym dla przyłączenia się barwników do komórek, oczy gryzoni oświetlono laserem i przeprowadzono pomiary fluorescencji. Przeprowadzone badanie wykazało, że intensywność fluorescencji neuronów siatkówki była skorelowana ze stadium choroby i była znacznie wyższa niż u zwierząt z grupy kontrolnej, wolnych od choroby Alzheimera. Zaletą nowej metody jest przede wszystkim wygoda stosowania. Jeden z autorów studium, prof. Francesca Cordeiro, zaznacza: aktualnie największą przeszkodą w badaniach nad nowymi lekami [przeciw chorobie Alzheimera - przyp. red.] jest brak techniki umożliwiającej obserwację reakcji mózgu na nowe terapie; ta technika mogłaby pomóc w pokonaniu tego problemu. W swojej publikacji badacze zastrzegają, że opracowana przez nich metoda mogłaby posłużyć także do wykrywania innych chorób neurodegeneracyjnych, takich jak stwardnienie rozsiane czy jaskra. Z jednej strony oznacza to szansę na rozszerzenie spektrum zastosowań nowej techniki, lecz trzeba się liczyć z tym, że nie będzie ona mogła stanowić jedynej metody wykrywania choroby Alzheimera.
-
Naukowcy z University of Massachusetts poinformowali o opracowaniu nowej metody walki z nowotworami. Ich pomysł opiera się na wykorzystaniu bakterii dostarczających do patologicznej tkanki substancji skłaniającej nieprawidłowe komórki do samobójczej śmierci, czyli apoptozy. Do wytworzenia nowego rodzaju broni przeciw nowotworom wykorzystano bakterie Salmonella typhimurium. Genom mikroorganizmów zmodyfikowano tak, by w reakcji na promieniowanie gamma wytwarzały TRAIL - białko znane ze swojej zdolności do wybiórczego wymuszania apoptozy komórek nowotworowych. Selektywność terapii jest dodatkowo podwyższona z uwagi na fakt, iż zastosowane bakterie wyraźnie preferują przebywanie w tkance nowotworowej w stosunku do kolonizacji miejsc nieobjętych chorobą. Zmodyfikowane bakterie testowano na myszach chorych na raka piersi. Mikroorganizmy wszczepiano wprost do guza, po czym miejsce ich podania dwukrotnie naświetlano niską dawką promieniowania, niemal całkowicie nieszkodliwą dla zdrowych tkanek. Po ekspozycji na promieniowanie bakterie rozpoczęły wytwarzanie leczniczej proteiny. Wyniki eksperymentu można śmiało określić jako bardzo obiecujące. Wszystkie badane zwierzęta przeżyły co najmniej 30 dni od zabiegu, zaś toksyczność terapii była minimalna. Dla porównania, żadne ze zwierząt z grupy kontrolnej, u których nie zastosowano leczenia, nie dożyło końca pierwszego miesiąca od rozpoczęcia eksperymentu. To pierwszy krok, ale jest to pierwszy raz, kiedy kontrolowaliśmy dostawę [TRAIL] do nowotworów, i pierwszy raz, kiedy byliśmy w stanie uruchomić produkcję cytotoksycznego [tzn. toksycznego dla komórek, w tym przypadku: dla komórek nowotworowych] białka i zniszczyć nowotwór od środka, cieszy się jeden z autorów nowej metody, dr Neil Forbes. Jego zdaniem terapia z wykorzystaniem zmodyfikowanych genetycznie bakterii wymaga jeszcze wielu poprawek, lecz nawet wyniki stosowania jej obecnej wersji robią wrażenie.
-
Białko zwane p53 jest jedną z najważniejszych molekuł chroniących nasze DNA przed mutacjami oraz zapobiegających nowotworzeniu poprzez zabijanie wadliwych komórek. Naukowcy z Uniwersytetu Cornell zaobserwowali jednak, że w niektórych przypadkach brak funkcjonalnego p53 nie zwiększa prawdopodobieństwa przeżycia wadliwych komorek, a zmniejsza je. Naukowcy z amerykańskiej uczelni skupili się na interakcjach pomiędzy p53 i Hus1 - białkiem blokującym replikację komórek w reakcji na wykryte uszkodzenie DNA. W pierwszym etapie eksperymentu naukowcy badali śmiertelność zdrowych komórek gruczołu mlekowego myszy w reakcji na inaktywację genu kodującego Hus1. Wykazano w ten sposób, że zablokowanie aktywności tej sekwencji powoduje samobójczą śmierć komórek zwaną apoptozą. Następne doświadczenie przeprowadzono na komórkach z nieaktywnym genem kodującym p53. Ponieważ białko to jest podstawowym elementem wyzwalającym apoptozę wadliwych komórek, badacze oczekiwali, że prawdopodobieństwo przeżycia komórek gruczołu mlekowego wzrośnie. W rzeczywistości stało się jednak zupełnie inaczej - po zablokowaniu aktywności Hus1 okazało się, że komórki gruczołu mlekowego zaczęły bardzo szybko ginąć, osiągając przy tym tempo znacznie wyższe, niż w przypadku aktywnego p53 i nieaktywnego Hus1. Na podstawie obu prób wywnioskowano, że apoptoza związana z zablokowaniem aktywności Hus1 musi zachodzić w sposób niezależny od p53, co oznacza z kolei, że komórki nowotworowe pozbawione aktywności tego ostatniego można by - przynajmniej teoretycznie - niszczyć za pomocą blokady Hus1. Jest to bardzo wazna informacja, gdyż upośledzenie aktywności p53 stwierdza się w ok. 50% przypadków nowotworów. Nasza praca w istotny sposób przyczynia się do poznania komórek nowotworowych i ich słabości, ocenia Robert Weiss, jeden z autorów studium. Mutacje pozwalające komórkom nowotworowym na niekontrolowane dzielenie się sprawiają jednocześnie, że stają się one zależne od pewnych procesów komórkowych. My byliśmy w stanie wykorzystać jedną taką zależność, występującą w komórkach nieposiadających p53, i mogliśmy je skutecznie zabijać poprzez blokowanie Hus1. Dalsze wysiłki badaczy z Uniwersytetu Cornell będą skierowane na zrozumienie przyczyn nieoczekiwanego zachowania się komórek. Dla pełnego zrozumienia obserwowanych zjawisk konieczne będzie także przeprowadzenie badań na komórkach nowotworowych.
-
Białka z rodziny kaspaz od lat kojarzone są z udziałem w procesie apoptozy, czyli kontrolowanej śmierci komórek. Sporym zaskoczeniem musiało być w związku z tym odkrycie, iż jedna z protein z tej grupy może odgrywać zupełnie przeciwną rolę i działać jako promotor wzrostu komórek nowotworowych. Autorami odkrycia, o którym poinformowało czasopismo Cancer Research, są badacze z Centrum Onkologii w Burnham kierowani przez dr Kristiinę Vuori. Jak zauważono podczas badań nad jedną z kaspaz, oznaczoną numerem 8, jest ona istotnym białkiem biorącym udział w szlaku przekaźnictwa sygnałowego, którego aktywacja może prowadzić do wzrostu częstotliwości podziałów komórkowych oraz pobudzenia migracji komórek nerwiaka płodowego - jednego z nowotworów układu nerwowego. Jak wykazały dalsze badania, cząsteczka kaspazy 8 zawiera charakterystyczny fragment zdolny naśladować swoim działaniem funkcję nabłonkowego czynnika wzrostu (epidermal growth factor - EGF) - jednej z najważniejszych cząsteczek stymulujących podziały komórkowe. Aktywność tej ostatniej przyśpiesza rozrost nowotworu oraz zwiększa prawdopodobieństwo pojawienia się tzw. nacieków nowotworowych, czyli miejsc, w których patologiczne komórki dążą do oddzielenia się od głównej masy guza i "atakują" otaczającą tkankę. Choć kaspaza 8 jest zaangażowana w apoptozę, [kodujący ją gen] rzadko zostaje usunięty lub wyciszony w guzach, co sugeruje, że daje ona jakąś przewagę komórkom nowotworowym - opowiada dr Darren Finlay, kolejny autor badania. Jak tłumaczy, jego zespół jest pierwszym na świecie, który wyjaśnił, skąd bierze się opisywane, z pozoru paradoksalne zjawisko. Dzięki wysiłkom badaczy z Burnham kaspaza 8 może stać się atrakcyjnym celem nowoczesnych terapii przeciwnowotworowych. Wiele wskazuje na to, że zablokowanie jej zdolności do naśladowania roli EGF może ułatwić leczenie wielu przypadków nowotworów.
-
Aktywność białka p53, zwanego niekiedy "strażnikiem genomu", była dotychczas uznawana za krytyczną linię obrony komórek przed transformacją nowotworową. Okazuje się jednak, że w pewnych okolicznościach ta sama proteina może znacznie zwiększać oporność komórek na chemioterapię. Opisywany proces jest ściśle związany ze zjawiskiem wyciszenia (ang. quiescence), charakteryzującym się niemal całkowitym zatrzymaniem podziałów komórek macierzystych oraz zmniejszeniem tempa ich metbolizmu. Jak pokazują najnowsze badania przeprowadzone przez badaczy ze szpitala Memorial Sloan-Kettering Cancer Center (MSKCC), zjawisko to pomaga komórkom macierzystym szpiku przeżyć pomimo stosowania znacznych dawek chemioterapii. "Wyciszone" komórki krwiotwórcze szpiku kostnego wytwarzały zadziwiająco wysoki poziom białka p53. Jest to zaskakujące, gdyż proteina ta była dotąd jednoznacznie kojarzona jako czynnik sprzyjający apoptozie, czyli obumieraniu komórek np. w odpowiedzi na uszkodzenia. Okazuje się jednak, że w tym wyjątkowym przypadku aktywność p53 powoduje, w obecności innych czynników, dokładnie przeciwny efekt - oporność zdrowych komórek macierzystych szpiku na agresywną farmakoterapię nowotworu. To pierwszy raz, kiedy ktokolwiek ustalił, iż p53 odgrywa rolę w ustanawianiu stanu wyciszenia komórek. Co więcej, zaskakujące jest, iż niektóre komórki, które utraciły p53, mogą w rzeczywistości być znacznie łatwiej zabite od tych, w których p53 funkcjonuje normalnie - opisuje wyniki badań ich główny autor, dr Stephen Nimer, szef Służby Hematologicznej w MSKCC. Zdaniem naukowca, dokonane odkrycie może być istotne przede wszystkim podczas prób wyeliminowania tzw. komórek macierzystych nowotworu. Ta słabo poznana grupa jest uważana za "dostawcę" nowych komórek nowotworowych dzięki swojej zdolności do intensywnych podziałów. Dr Nimer przypuszcza, że mogą one okresowo przechodzić w stan analogiczny do wyciszenia i w ten sposób ograniczać własną podatność na chemioterapię.
-
Badania przeprowadzone w Szkole Medycznej Uniwersytetu Waszyngtońskiego wykazały, że schłodzenie mózgu podczas znieczulenia ogólnego znacząco zmniejsza uszkodzenie mózgu wywołane podaniem leku. Zebrane informacje, choć zostały uzyskane podczas badań na myszach, mogą być istotne także dla "ludzkiej" medycyny. Od pewnego czasu wiadomo bowiem, że podawanie leków znieczulających może powodować zmiany w obrębie układu nerwowego. Spekuluje się, że ich stosowanie u dzieci może powodować zaburzenia zachowania oraz różnego rodzaju opóźnienia rozwoju. Obecnie wiadomo ponad wszelką wątpliwość, że liczne substancje (wśród nich m.in. alkohol oraz leki anestezjologiczne i przeciwdrgawkowe) mogą wymuszać neuroapoptozę, czyli samobójczą śmierć komórek nerwowych. Najnowsze badania pokazują na szczęście, że proces ten można znacząco ograniczyć. Skutecznymi środkami zapobiegającymi temu zjawisku wydają się być sole litu oraz wywołanie hipotermii (obniżenia temperatury) mózgu. Schładzanie mózgu wydaje się być dość efektywnym sposobem ograniczania śmierci neuronów u mysich noworodków eksponowanych na leki anestezjologiczne, tłumaczy istotę odkrycia dr John W. Olney, główny autor badania. Dodaje jednak, że wyniki należy traktować z ostrożnością: nie wiemy jeszcze, czy takie schładzanie tylko chwilowo ogranicza tego typu uszkodzenia, czy też całkowicie im zapobiega. Obecnie pracujemy nad wyjaśnieniem tego. Eksperyment miał na celu sprawdzenie, czy szkodliwe działanie dwóch popularnych leków anestezjologicznych, izofluranu oraz ketaminy, może być ograniczone dzięki obniżeniu temperatury mózgu. Wychładzanie organu przeprowadzano za pomocą dwóch metod: schładzania całego organizmu lub tylko głowy (z wykorzystaniem odpowiednio zaprojektowanego "hełmu"). Wyniki badania pokazują, że udało się osiągnąć zamierzony cel, lecz nie bez konsekwencji. Okazuje się bowiem, że hipotermia może blokować także "dobrą" apoptozę, zachodzacą w prawidłowo rozwijającym się mózg. Proces ten jest niezbędny dla uzyskania prawidłowej organizacji układu nerwowego. Jeżeli jednak dalsze badania wykażą, że po pewnym czasie fizjologiczny poziom neuroapoptozy zostaje przywrócony, będzie to bez wątpienia dobra wiadomość. Pozwoliłoby to na uniknięcie wielu komplikacji rozwojowych u bardzo młodych pacjentów. Zdaniem dr. Olneya stopień uszkodzenia układu nerwowego zależy od wielu czynników, na czele z wiekiem noworodka w momencie podania preparatu. Nawet niewielkie z pozoru różnice mogą według badacza wywołać zupełnie odmienne reakcje. Uzyskanie precyzyjnych informacji na ten temat pozwoliłoby na wybranie optymalnego momentu na przeprowadzenie niektórych zabiegów wymagających znieczulenia ogólnego, co mogłoby wpłynąć na znaczne ograniczenie negatywnych konsekwencji przeprowadzenia operacji.
-
Suplementy diety zawierające witaminę C wyraźnie osłabiają skuteczność leków przeciwnowotworowych - dowodzą naukowcy na podstawie badań na hodowlach komórkowych i zwierzętach. Odkrycie może mieć niebagatelne znaczenie dla zaleceń wydawanych pacjentom przez lekarzy. Stosowanie witaminy C (kwasu askorbinowego) jako środka wzmacniającego (lub nawet zastępującego) tradycyjne metody leczenia nowotworów od lat wzbudza kontrowersje. Zwolennicy alternatywnej terapii uważają, że związek ten, mający charakter silnego przeciwutleniacza, może poprawiać stan zdrowia pacjentów. Okazuje się jednak, że aktywność ta, na codzień korzystna dla organizmu, może znacząco pogarszać działanie wielu chemioterapeutyków. Działanie wielu leków przeciwnowotworowych opiera się na powodowaniu drobnych uszkodzeń, które stopniowo niszczą komórki nowotworowe. W tym samym czasie komórki zdrowe utrzymują się w znacznie lepszym stanie, gdyż dysponują całym szeregiem mechanizmów ochronnych. Z tego powodu od lat uważano, że kwas askorbinowy, znany ze swojej zdolności do neutralizacji wolnych rodników powstających m.in. podczas działania niektórych leków, może obniżać skuteczność tych preparatów. Najnowsze badania pokazują jednak, że opisywane zjawisko jest bardziej skomplikowane. Próbę rozwiązania zagadki podjęli naukowcy z Memorial Sloan-Kettering Cancer Center - najstarszego na świecie prywatnego szpitala onkologicznego. Zespół, prowadzony przez dr. Marka L. Heaneya, testował szeroki zakres leków stosowanych rutynowo w chemioterapii, nie tylko te działające w oparciu o wytwarzanie wolnych rodników. Pierwszy etap testu polegał na analizie skuteczności poszczególnych substancji w zwalczaniu komórek nowotworowych w warunkach laboratoryjnych. W tym celu jedną z populacji komórek hodowano w standardowych warunkach, zaś do pożywki, w której dojrzewały pozostałe, dodano kwas dehydroaskorbinowy (ang. dehydroascorbic acid - DHA) - formę witaminy C pochłanianą naturalnie przez komórki i przetwarzaną w ich wnętrzu do formy aktywnej. Przeprowadzony eksperyment wykazał, że wszystkie testowane leki, także te działające w oparciu o mechanizmy zupełnie niezwiązane z wytwarzaniem reaktywnych form tlenu (czyli wolnych rodników), działały znacznie słabiej na komórki hodowane w pożywce o podwyższonej zawartości witminy C. Skuteczność preparatów spadała średnio o 30, a nawet 70 procent. Podobne wyniki uzyskano po przeprowadzeniu badań na zwierzętach. Testy pokazały wyraźnie, że myszy karmione przed rozpoczęciem terapii podwyższoną ilością kwasu askorbinowego znacznie słabiej reagowały na leczenie, a wszczepione im komórki nowotworowe powodowały znacznie przyśpieszony rozwój choroby. Wyniki badania wydawały się potwierdzać teorię o działaniu witaminy C jako przeciwutleniacza, lecz niespodziewane osłabienie działania niektórych leków skłoniło badaczy do zdefiniowania dokładnej przyczyny tego zjawiska. Badania, w których wzięli udział naukowcy z Uniwersytetu Columbia, wykazały, że przyczyną tego efektu był w rzeczywistości wpływ DHA na mitochondria. Struktury te, pełniące funkcję centrów energetycznych komórek, biorą istotny udział w procesie apoptozy, czyli samobójczej śmierci komórek. Dzięki wykonanym eksperymentom odkryto, że kwas dehydroaskorbinowy, powstający z rozkładu aktywnej witaminy C i będący jednocześnie jej prekursorem, aktywnie przeciwdziała rozpadowi mitochondriów, tym samym powstrzymując apoptozę komórek nowotworowych. Powodowało to zwiększenie ich żywotności, prowadząc do przyśpieszenia rozwoju choroby. Sytuację pogarsza dodatkowo fakt, że komórki nowotworowe wykazują tendencję do szybszego pobierania DHA w porównaniu do komórek zdrowych. Dr Heaney tłumaczy, że oba przeprowadzone eksperymenty odzwierciedlały sytuację, w której leczony pacjent przyjmuje znaczne dawki suplementów witaminy C. Zauważyliśmy, że DHA jest formą witaminy C przyjmowaną przez komórki, a otoczenie guza umożliwia jego komórkom konwersję większej ilości witaminy C do DHA, wyjaśnia badacz. Wewnątrz komórki DHA jest ponownie przetwarzany do kwasu askorbinowego i jest tam przetrzymywany, dzięki czemu może ją ochraniać. Badacz nie zaprzecza, oczywiście, że witamina C jest korzystna dla zdrowej tkanki, gdyż chroni mitochondria i w ten sposób przedłuża życie komórek. Zaznacza jednak, że sytuacja zmienia się, gdy konieczna jest eliminacja nowotworu. Zaleca wówczas stosowanie normalnej, zdrowej diety bogatej w witaminę C, lecz przyjmowanie dużych dawek suplementów witaminy C stanowi jego zdaniem "powód do zmartwienia".
-
Erytropoetyna, terapeutyczne białko stosowane zwykle w leczeniu ciężkiej anemii, znacząco ogranicza u szczurów uszkodzenie serca wywołane zawałem . Czy pomoże także ludziom? Podczas ataku serca komórki tego ważnego mięśnia podlegają dwóm procesom: apoptozie, czyli "samobójczej śmierci" sterowanej przez samą komórkę, oraz martwicy, czyli obumarciu w wyniku działania szkodliwych czynników zewnętrznych. Oba te procesy są dla chorującego serca bardzo niekorzystne i pogarszają jego kondycję, lecz tylko martwica zachodzi w sposób zupełnie niekontrolowany - procesem apoptozy można do pewnego stopnia manipulować. Daje to nadzieję na ograniczenie uszkodzeń wywołanych przez odcięcie dopływu krwi. Najnowsze badania pokazują, że nawet pojedyncza dawka erytropoetyny (EPO), leku identycznego z naturalnym hormonem produkowanym głównie przez nerki, może znacząco ograniczyć liczbę komórek uruchamiających proces apoptozy. Warunek: preparat musi być podany bardzo szybko po zablokowaniu naczyń krwionośnych. Koncepcja tego badania jest bardzo innowacyjna. Chcieliśmy zobaczyć, czy strefa obumierania komórek w wyniku nagłego zatkania naczyń wieńcocwych może zostać pomniejszona dzięki pojedynczej dawce EPO, tłumaczy dr H. William Strauss, jeden z autorów eksperymentu. Badanie przeprowadzono na osiemnastu szczurach. Zwierzęta rozdzielono losowo na dwie grupy, a następnie zasymulowano u każdego z nich atak serca. Po dwudziestu minutach przywrócono przepływ krwi. W grupie kontrolnej nie przeprowadzono jakiegokolwiek leczenia, zaś w grupie badanej podano zwierzętom dawkę EPO. U gryzoni, którym podano terapeutyczne białko, liczba komórek obumarłych w wyniku apoptozy spadła aż 2,7 raza. Badacze potwierdzili także, że zastosowanie leku wpływa pozytywnie na funkcjonowanie serca. Aby uwidocznić zmiany zachodzące w sercu, badacze użyli związku zwanego aneksyną V, mającego zdolność selektywnego wiązania się z komórkami przechodzącymi apoptozę. Cząsteczki zostały chemicznie połączone z radioaktywnym izotopem technetu 99m, stosowanego powszechnie w licznych badaniach diagnostycznych. Pomiar ilości promieniowania docierającego z serca pozwalał na ocenę liczby komórek poddających się "komórkowemu samobójstwu". Co ciekawe, żaden znany lek hamujący badany proces nie działa w opisywanej sytuacji równie skutecznie, co EPO. Odkrycie to może być zaskakujące, gdyż naczelna funkcja tego hormonu jest zupełnie inna. W prawidłowo funkcjonującym organizmie stymuluje on powstawanie erytrocytów, czyli czerwonych krwinek. Obecnie coraz powszechniej uważa się, że powstrzymywanie procesu apoptozy może być istotnym elementem strategii minimalizowania uszkodzeń powstałych w wyniku zawału serca. Czy oznacza to, że eksperyment przeprowadzony na szczurach przyniesie podobne efekty u ludzi? Tego obecnie nie wiadomo, lecz można przypuszczać, że odpowiednie testy zostaną w najbliższym czasie przeprowadzone.
-
Apoptoza, czyli samobójcza śmierć komórki, odgrywa rolę w szeregu istotnych procesów w organizmie. Badania na embrionach muszek owocówek wykazały kolejną rolę tego zjawiska: obumierające komórki kurczą się, przyciągając sąsiednie komórki i generując siły niezbędne do formowania powstających tkanek. Podczas rozwoju zarodka muszki owocówki (Drosophila melanogaster) istotnym etapem jest zamknięcie szczeliny po stronie jego grzbietu. Badacze z Duke University obserwowali ten proces przez około dziesięć lat (!), zanim udało się ostatecznie wyjaśnić, w jaki sposób zachodzi ten tajemniczy, doskonale zsynchronizowany proces. Jak się okazało, siły wymagane do "ściągnięcia" krawędzi otworu są generowane przez kurczenie się komórek apoptotycznych. Jak tłumaczy szef zespołu badającego to zagadnienie, prof. Dan Kiehart, komórki kurczące się w przebiegu apoptozy na skutek utraty wody generują siłę, która powoduje stopniowe zbliżanie się do siebie komórek położonych w pobliżu "kącika" szczeliny. Dzięki temu, że "samobójcze" komórki są rozproszone w całej tkance i stanowią aż 10% całej populacji komórek znajdujących się w tym miejscu, umożliwia to przeprowadzenie procesu w ściśle skoordynowany sposób. Co ciekawe, sam Kiehart jeszcze 8 lat temu twierdził, że jeśli jest to tylko 10 procent, można to zignorować. Na pomysł, że ginące komórki mogą powodować powstawanie oddziaływań mechanicznych, wpadł dr Yusuke Toyama - fizyk z wykształcenia, od pewnego czasu zajmujący się biologią. To on zaobserwował z użyciem barwników fluorescencyjnych i mikroskopu sprzężonego z laserem, że komórki znajdujące się w pobliżu krawędzi szczeliny pociągają za sobą kolejne, gdy same kurczą się w przebiegu apoptozy. Jak tłumaczy Toyama, oznacza to, że apoptoza nie jest zjawiskiem związanym z jedną komórką, lecz jest wzmacniana przez pięć do siedmiu otaczających komórek. Z obliczeń wynika, że siły generowane przez śmierć komórek stanowią od jednej trzeciej aż do połowy całkowitej wartości siły powstającej podczas zamykania szczeliny na grzbiecie embrionu D. melanogaster. Oczywiście nie są to, delikatnie mówiąc, siły spektakularne - ich wartość to około miliardowej części niutona - lecz w zupełności wystarczają do przeprowadzenia tego procesu. Badacze szacują, że podobne zjawisko może zachodzić także u organizmów wyższych, być może nawet u człowieka. Kiehart i Toyama postulują, że apoptoza może brać udział w procesach takich, jak gojenie ran czy formowanie się organów wewnętrznych. O sukcesie naukowców z Duke University informuje najnowszy numer czasopisma Science.
-
Cisplatyna, lek stosowany powszechnie w chemioterapii nowotworów, wykazuje bardzo zróżnicowane oddziaływanie na ludzki organizm. U jednych pacjentów powoduje spektakularną poprawę, u innych - pogorszenie stanu zdrowia. Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego odkryli kolejne fakty pozwalające na wyjaśnienie tego zjawiska. Nieco ponad miesiąc temu pisaliśmy o sukcesie Polaków w dziedzinie badań nad wpływem cisplatyny na organizm chorego. Odkrycie dokonane w USA pogłębia naszą wiedzę na ten temat i pozwala jeszcze skuteczniej przewidzieć, czy u danego pacjenta stosowanie tego leku ma sens, czy może warto pomyśleć nad inną terapią. Badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego zaobserwowali, że niektóre warianty białka odpowiedzialnego za naprawę DNA zwiększają podatność komórek nowotworowych na terapię, inne zaś wywołują ich oporność na leczenie. Zespół, prowadzony przez dr Jean Wang, zajmował się analizą białka PMS2, biorącego udział w korekcie tzw. błędów sparowania DNA. Dochodzi do nich, gdy na jednej z dwóch nici DNA dochodzi do zaburzenia sekwencji informacji genetycznej. Jeżeli wykryty defekt jest zbyt duży (np. po podaniu cisplatyny, która wchodzi w bezpośrednie interakcje z materiałem genetycznym komórki), by możliwa była jego korekta, komórka kierowana jest na szlak apoptozy, czyli samobójczej śmierci. Wcześniejsze eksperymenty dr Wang, prowadzone wspólnie z dr. Richardem Kolodnerem, wykazały, że dla skutecznego działania cisplatyny niezbędne jest prawidłowo funkcjonujące białko PMS2, produkt genu o tej samej nazwie. Spowodowane przez lek uszkodzenie DNA powoduje aktywację procesu naprawy DNA zależnej od PMS2. Jeżeli wywołany defekt DNA jest zbyt rozległy, dochodzi do aktywacji białka p73, którego rolą jest uruchomienie sekwencji zdarzeń prowadzących do apoptozy. Jeżeli PMS2 nie działa prawidłowo, do "samobójstwa" komórki nie dochodzi. Badacze postanowili zbadać dokładniej, dlaczego tak się dzieje. Aby sprawdzić właściwości cisplatyny i uniknąć konieczności przeprowadzenia badań na ludziach, przygotowano genetycznie zmodyfikowane myszy. Każda z grup zwierząt nosiła inny wariant ludzkiego genu PMS2. Gryzoniom podawano cisplatynę w stężeniach odpowiadających standardowej chemioterapii nowotworu. Badacze zaobserwowali wyraźną zależność pomiędzy określonymi wersjami genu i skutecznością leku rozumianą jako jego zdolność do wywołania apoptozy komórek nowotworowych. Dr Wang ocenia, że dokonane odkrycie otwiera nowe możliwości: nie wiemy, jak wielu ludzi ma [niekorzystny] wariant PMS2, zaznaczając, że cisplatyna jest ważnym lekiem w terapii raka jądra i jajnika. Jej zdaniem nowe dane pozwolą na ułatwienie doboru optymalnego sposobu leczenia: chcielibyśmy wykorzystać tę wiedzę w odniesieniu do ludzkich próbek tkanki nowotworowej. Gdybyśmy potrafili określić, którzy ludzie są nosicielami niekorzystnego wariantu, mogłoby to wpłynąć na zmianę naszej decyzji o leczeniu cisplatyną.
-
Metadon, związek stosowany powszechnie w terapii uzależnień od heroiny oraz innych narkotyków z grupy opioidów, znajdzie być może nowe zastosowanie w medycynie. Jak donoszą naukowcy, jego zastosowanie pozwala na skuteczne i bezpieczne dla organizmu zabijanie komórek białaczkowych. Metadon zabija wrażliwe komórki białaczkowe i przełamuje oporność na leczenie bez jakiegokolwiek działania toksycznego na zdrowe komórki krwi, tłumaczy istotę odkrycia dr Claudia Friesen, pracująca dla Instytutu Medycyny Sądowej przy uniwersytecie w niemieckim mieście Ulm. Jak tłumaczy badaczka, jest to odkrycie istotne głównie dla pacjentów, u których stosowane uprzednio metody leczenia zawiodły i potrzebne jest zastosowanie nowego typu terapii. Metadon stosowany jest od lat w leczeniu uzależnienia od narkotyków z grupy opioidów (należą do nich m.in. morfina i heroina). Jego działanie polega na blokowaniu receptorów dla tych związków, dzięki czemu możliwe jest wywołanie objawów podobnych do tych pojawiających się po zażyciu niedozwolonej substancji, lecz przy zachowaniu większego bezpieczeństwa dla organizmu. Terapia polega na podawaniu malejących dawek metadonu aż do całkowitego wyleczenia fizycznego uzależnienia od samego narkotyku (oczywiście, konieczna jest także silna wola pacjenta). Wieloletnie doświadczenia lekarzy potwierdzają wysokie bezpieczeństwo stosowania metadonu, co w połączeniu ze zdobytą wiedzą na temat jego skuteczności w zwalczaniu komórek białaczkowych może stać się istotnym krokiem na drodze do opracowania nowych terapii tego typu nowotworów. Badania wykonane na hodowlach komórkowych potwierdziły, że metadon jest nie tylko porównywalnie skuteczny do standardowej radio- i chemioterapii, lecz wykazuje działanie toksyczne także na komórki charakteryzujące się opornością na większość leków oraz na stosowane w leczeniu dawki promieniowania. Co więcej, podawanie związku nie wpływa negatywnie na kondycję innych komórek krwi. Specjaliści odkryli, że badany lek aktywuje w komórkach szlak apoptozy, czyli "samobójczej śmierci". Po podaniu metadonu dochodzi do aktywacji białek z grupy kaspaz, obecnych głównie w mitochondriach - centrach energetycznych komórki. Po uruchomieniu mechanizmu dochodzi do stopniowego rozpadu komórki bez wywoływania objawów charakterystycznych dla "niekontrolowanego" obumierania, jak w przypadku martwicy. Pozwala to na bezpieczne dla organizmu usunięcie uszkodzonych komórek. W tkance nowotworowej dochodzi z różnych przyczyn do zablokowania procesu apoptozy, przez co organizm traci kontrolę nad podziałami komórek. Wszystko wskazuje na to, że metadon jest w stanie przełamać wspomnianą blokadę i spowodować obumieranie komórek białaczkowych. Początkowe badania wskazywały, że stężenia konieczne dla osiągnięcia zamierzonego efektu były wyższe niż te stosowane w leczeniu uzależnień, lecz dalsze eksperymenty potwierdziły skuteczność terapii także po podaniu mniejszych dawek. I choć metadon może powodować uzależnienie u osób zdrowych, korzyść osiągnięta dzięki pokonaniu choroby wydaje się znacznie przewyższać potencjalne ryzyko. Co więcej, zwalczenie uzależnienia jest znacznie prostsze, niż w przypadku heroiny czy morfiny. Dr Friesen informuje, że rozpoczęto właśnie badania nad skutecznością i bezpieczeństwem nowej terapii w leczeniu zwierząt. Oprócz białaczki badacze będą próbowali określić skuteczność leku także w leczeniu innych nowotworów. Od ich wyników będzie zależało ewentualne przeprowadzenie testów na ludziach oraz wprowadzenie nowej metody leczenia do praktyki klinicznej.