Znajdź zawartość

Uczeni z Irlandii i USA zidentyfikowali w ludzkiej krwi biomarker, który może posłużyć do określenia osób narażonych na rozwój demencji na całe lata przed pojawieniem się pierwszych oznak choroby. Tak wczesne wyłowienie potencjalnie zagrożonych pozwoliłoby na wczesne podjęcie interwencji. Naukowcy z National University of Ireland, Galway oraz University of Boston przeanalizowali poziom występującego we krwi białka P-tau181 u 52 zdrowych osób, które wzięły udział we Framingham Heart Study. W chwili pobrania próbek żaden z badanych nie wykazywał oznak demencji, wszyscy też z powodzeniem przeszli testy poznawcze. Siedem lat później u osób tych przeprowadzono specjalistyczne skany mózgu. Okazało się, że u osób, u których wcześnie poziom P-tau181 był podwyższony, skany mózgu wykazały wyższą akumulację beta-amyloidu, proteiny odkładającej się w czasie rozwoju choroby Alzheimera. Dalsze analizy wykazały, że biomarker P-tau181 był lepszym wskaźnikiem ryzyka akumulacji beta-amylidu niż dwa inne biomarkery. "Wyniki naszych badań są bardzo obiecujące. P-tau181 może pomóc w identyfikowaniu na wczesnym etapie osób narażonych na wysokie ryzyko demencji, zanim jeszcze rozwiną się u nich problemy z pamięcią czy zostaną zauważone zmiany zachowania", mówi profesor Emer McGrath z NUI Galway, która kierowała pracami grupy naukowej. Co więcej, jeśli powstałby test oparty na P-tau181 możliwe byłoby badanie dużych grup ludzi i wyławianie tych najbardziej narażonych. W badaniach Framington Heart Study wzięły bowiem udział przeciętne osoby, które czasem trafiają do lekarza podstawowej opieki zdrowotnej. Prace te mają też znaczenie dla badań klinicznych. Test P-tau181 z krwi może być niezwykle użyteczny w kwalifikowaniu osób do przyszłych badań, w tym i takich, których celem jest opracowywanie leków zapobiegających demencji. Za pomocą takiego testu moglibyśmy wyławiać ludzi, którzy są w wysokim stopniu narażeni na demencję, ale nadal choroba jest u nich na wczesnym etapie, i zapobiegać jej rozwojowi, dodaje McGrath. Z pełnymi wynikami badań można zapoznać się na łamach Journal of Alzheimer's Disease. « powrót do artykułu

Zespół z University of Michigan Health System opisał biomarker, który pomaga w szybkiej identyfikacji ciężkiej jelitowej postaci choroby przeszczep przeciw gospodarzowi (ang. graft-versus-host disease, GvHD) u pacjentów z białaczkami i chłoniakami. U chorych tych dokonuje się przeszczepu szpiku kostnego. Komórki macierzyste układu krwiotwórczego można także pobierać z krwi obwodowej (ang. peripheral blood stem cells, PBSC). Najpoważniejszym - potencjalnie śmiertelnym - powikłaniem przeszczepu jest choroba przeszczep przeciw gospodarzowi, kiedy obce antygenowo limfocyty zwracają się przeciw skórze i narządom wewnętrznym biorcy. Do 30% chorych rozwija najbardziej oporną na leczenie jelitową postać GvHD. Amerykanie podkreślają, że bez inwazyjnych testów, np. biopsji, trudno jednak odróżnić jelitową postać GvHD od zakażeń układu pokarmowego lub efektów ubocznych podawanych medykamentów. Akademicy z Michigan analizowali próbki krwi 1000 pacjentów leczonych w siedzibie uniwersytetu w Ann Arbor, w Niemczech oraz Japonii. Sądzimy, że udało nam się znaleźć wiarygodny biomarker, specyficzny dla choroby przeszczep przeciw gospodarzowi. Można w ten sposób szybko wskazać pacjentów, dla których standardowe leczenie będzie prawdopodobnie niewystarczające - tłumaczy dr James L.M. Ferrara. Wykorzystanie podwyższonego poziomu białka REG3-alfa we krwi jako markera nie eliminuje konieczności przeprowadzania biopsji, ale wraz z innymi czynnikami pozwala wcześnie wdrożyć odpowiednią terapię. REG3-alfa jest białkiem wydzielniczym trzustki, które może brać udział w namnażaniu i różnicowaniu komórek. Ekipa ma nadzieję, że na początku przyszłego roku test znajdzie zastosowanie kliniczne.

Tradycyjnie postrzega się cząsteczki RNA jako matryce z instrukcją do budowy białek, tymczasem biolodzy szacują, że ok. 97% ludzkiego RNA nie zawiera tego typu kodów. Niektóre niekodujące RNA mogą włączać i wyłączać geny oraz wpływać na działanie protein. Najnowsze badania doktora Ranjana Perery z Sanford-Burnham Medical Research Institute i współpracowników z University of Queensland wykazały, że w komórkach ludzkiego czerniaka złośliwego zwiększa się stężenie długiego niekodującego RNA (lncRNA), oznaczanego symbolem SPRY4-IT1. Sprzyja to przeżywalności oraz rozprzestrzenianiu tych komórek. Niekodujące RNA są uznawane za komórkowe śmiecie, ale my i inni naukowcy zadaliśmy sobie następujące pytanie: skoro nie stanowią kodu dla białek, co właściwie robią w komórce? Byliśmy szczególnie zainteresowani rolą spełnianą przez mikroRNA i lncRNA w genezie ludzkiego czerniaka złośliwego. Perera porównywał lncRNA kilku linii komórkowych czerniaka, prawidłowych komórek skóry oraz próbek pobranych od 30 różnych pacjentów. Okazało się, że poziom jednego z lncRNA, SPRY4-IT1, był wysoki w komórkach czerniaka, ale nie w zdrowych komórkach skóry. Naukowcy postanowili więc sprawdzić, co się stanie po sztucznym obniżeniu poziomu SPRY4-IT1 w komórkach czerniaka. Doprowadziło to do upośledzenia wzrostu oraz nasilenia śmierci komórkowej. Co więcej, zaobserwowano ograniczenie zdolności opanowywania macierzy zewnątrzkomórkowej (np. rozpuszczania białek macierzy), czyli zaburzenie wczesnego etapu tworzenia przerzutów. Nasilona ekspresja SPRY4-IT1 w komórkach czerniaka, akumulacja tego RNA w cytoplazmie oraz jego wpływ na dynamikę komórkową sugerują, że wzrost stężenia SPRY4-IT1 może odgrywać ważną rolę w molekularnych podstawach tego nowotworu. Bazując na opisanych odkryciach, uważamy, że SPRY4-IT1 należałoby uznać za wczesny biomarker czerniaka – podsumowuje Perera.

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.

Uczeni z Purdue University oraz Narodowego Instytutu Standardów i Technologii dokonali przełomu na drodze do stworzenia wiarygodnego analizatora oddechu, urządzenia wykrywającego w czasie rzeczywistym chemiczne biomarkery w ludzkim oddechu. Jak mówi Carlos Martinez z Purdue, nowa technologia pozwala na wykrywanie ilości biomarkerów liczonych w od częściach na milion do częściach na miliard. Oznacza to, że urządzenie jest co najmniej 100-krotnie bardziej czułe od dotychczas zbudowanych analizatorów. Prace takie trwają od około 30 lat, ale dotychczas urządzenia takie nie były w stanie w czasie rzeczywistym wykrywać niskich stężeń. Rozwiązaliśmy ten problem dzięki materiałom, które opracowaliśmy, a teraz skupiamy się na detalach, takich jak odróżnianie poszczególnych biomarkerów - mówi Martinez. Nowa technologia wykrywa biomarkery dzięki różnicom w przewodnictwie elektrycznym gazów przechodzących przez specjalnie kanały umieszczone w układach scalonych. Podczas testów analizatora naukowcy wykrywali aceton, biomarker dla cukrzycy, którego ilość w strumieniu gazu symulującego oddech była liczona w miliardowych częściach. Do stworzenia analizatora użyto mikronowej wielkości kawałków polimeru pokrytego znacznie mniejszymi nanocząsteczkami tlenków metali. Zwiększyły one porowatość, zapewniając większą czułość urządzenia. Tak przygotowany polimer umieszczono w otworach układów scalonych, wysuszono i poddano działaniu prądu, Doprowadziło to do spalenia polimeru i pozostawienia w otworach porowatej warstwy tlenku metalu, która stanowi właściwy czujnik. Gazy przechodząc przez perforację warstwy zmieniają jej właściwości elektryczne, co pozwala na określanie ich rodzaju. Analizatory oddechu, korzystające z opisanego wynalazku, nie trafią jednak do szpitali wcześniej niż za 10 lat. Jedną z przyczyn jest brak odpowiednich standardów pozwalających na budowę urządzeń opartą na wspomnianej technologii.

Od jakiegoś czasu wiadomo, że chroniczny stres zwiększa ryzyko chorób sercowo-naczyniowych, ale dotąd naukowcy nie dysponowali biologicznym markerem, który pozwalałby ocenić jego długoterminowe natężenie. Akademikom z Uniwersytetu Zachodniego Ontario udało się jednak opracować metodę pomiaru stężenia hormonu stresu kortyzolu we włosach. W ten sposób będzie można ustalić, jak silne zdenerwowanie przeżywali chorzy w miesiącach poprzedzających np. zawał. Tradycyjnie poziom kortyzolu ocenia się w moczu, ślinie i surowicy, ale jak tłumaczą szefowie zespołu Gideon Koren i Stan Van Uum, odzwierciedla to wyłącznie stres przeżywany w momencie pomiaru, a nie w dłuższych okresach. Stąd pomysł, by wykorzystać jakoś fakt, że ślady hormonu wykryto także w łodydze włosa. Wiemy, że średnio włos wydłuża się w ciągu miesiąca o centymetr. Jeśli zatem weźmiemy jego 6-centymetrowy kawałek, mierząc stężenie kortyzolu, możemy określić półroczny poziom stresu – tłumaczy Koren. W ramach studium pobrano 3-cm próbki włosów od 56 mężczyzn, których przyjęto do Meir Medical Centre w Kfar-Sabie w Izraelu z powodu zawału serca. Identycznej długości włosy dostarczyło także 56 przedstawicieli grupy kontrolnej, hospitalizowanych z powodów innych niż zawał. Okazało się, że w grupie zawałowców stężenie kortyzolu odpowiadające ubiegłym trzem miesiącom było wyższe niż w grupie kontrolnej. Nie odnotowano istotnych statystycznie różnic w zakresie cukrzycy, nadciśnienia, palenia i rodzinnej historii choroby wieńcowej, lecz osoby po przebytym zawale częściej miewały problemy z podwyższonym poziomem cholesterolu. Po uwzględnieniu znanych czynników ryzyka stężenie kortyzolu okazało się najsilniejszym prognostykiem zawału.

Osoby z młodzieńczymi twarzami z większym prawdopodobieństwem żyją dłużej niż te, które wydają się starsze, niż w rzeczywistości są. Po przestudiowaniu przypadków 387 par bliźniąt naukowcy z Uniwersytetu Południowej Danii stwierdzili, że można prognozować przeżywalność wyłącznie na podstawie wyglądu (British Medical Journal). Badacze prosili m.in. pielęgniarki i nauczycieli praktykantów o ocenę wieku bliźniąt na podstawie zdjęć twarzy. Okazało się, że uznawali oni, iż młodziej wyglądający brat/siostra przeżyje "połówkę" wyglądającą starzej. Duńczycy natrafili też na trop prawdopodobnego wyjaśnienia tego zjawiska. Chodzi mianowicie o telomery, które zabezpieczają chromosomy przed uszkodzeniami podczas kopiowania. Po każdym podziale komórki ubywa ich fragment. Krótsze wskazują na szybsze tempo starzenia oraz wiążą się z szeregiem chorób. W studium Duńczyków wykazano, że osoby wyglądające młodziej miały dłuższe telomery. W chwili wykonania fotografii wszystkie bliźnięta miały od siedemdziesięciu kilku do dziewięćdziesięciu paru lat. W trwającym 7 lat badaniu podłużnym członkowie zespołu profesora Kaare Christensena stwierdzili, że im większa różnica postrzeganego wieku pary, tym wyższe prawdopodobieństwo, że starzej bliźnię wyglądające umrze pierwsze. Wiek, zawód ani płeć oceniającego nie oddziaływały na uzyskane wyniki. Christensen przypuszcza, że szybciej umierają ludzie, którzy mieli cięższe życie. To ono pozostawia, wg niego, wyraźny ślad na czyjejś twarzy. Postrzegany wiek, wykorzystywany powszechnie przez klinicystów jako ogólny wskaźnik stanu zdrowia pacjenta, jest mocnym biomarkerem starzenia się, który pozwala przewidywać przeżywalność wśród osób powyżej 70. roku życia.

Gdy mówi się o nowotworach, niezwykle często zwraca się uwagę na konieczność wczesnego wykrycia choroby. Nie każdy zdaje sobie jednak sprawę z tego, że wykrycie schorzenia nie musi wcale oznaczać natychmiastowego wdrożenia terapii, co doskonale widać po wynikach badań przeprowadzonych na pacjentach z rakiem prostaty. Autorzy studium, kierowani przez prof. Chrisa Fostera z University of Liverpool, przebadali próbki wyizolowane z tkanki nowotworowej od 553 mężczyzn chorych na raka prostaty. Celem badania było ustalenie częstotliwości występowania białka Hsp-27, uznawanego za marker podwyższonej agresywności nowotworu. Jak ustalili badacze, podwyższonej ekspresji Hsp-27 nie wykryto aż u 2/3 pacjentów. Analiza dalszych losów chorych wykazała z kolei, że rozpoczynanie leczenia choroby nie jest potrzebne, gdy białko to nie jest obecne w tkance nowotworowej. W przypadku wykrycia nowotworu o niskim stopniu agresywności wdrażanie terapii często nie ma sensu. Nie jest bowiem przesądzone, że patologiczna tkanka zacznie się kiedykolwiek rozrastać w stopniu zagrażającym życiu i zdrowiu pacjenta, a zastosowanie terapii oznaczałoby obciążenie dla organizmu i psychiki pacjenta. Zamiast leczenia wystarcza więc niekiedy regularne kontrolowanie stanu zdrowia i interweniowanie dopiero wtedy, gdy stężenie Hsp-27 w tkance wzrośnie. Aktualnie angielscy badacze pracują nad stworzeniem testu, który pozwalałby na wykrycie markera złośliwości raka prostaty we krwi, a nie w próbce pobranej z gruczołu krokowego. Zmniejszyłoby to inwazyjność badania, co dodatkowo wpłynęłoby pozytywnie na jakość życia pacjentów.

Naukowcy odkryli, że u kobiet z anoreksją stężenie neurotropowego czynnika pochodzenia mózgowego (ang. brain-derived neurotrophic factor, BDNF) jest niższe niż u kobiet zdrowych i takich, które wygrały już swoją walkę z chorobą. Jako że w przypadku anoreksji trudno zdefiniować wyzdrowienie, BDNF może się stać użytecznym biomarkerem. Wszystko wskazuje na to, że niski poziom czynnika neurotropowego jest odwracalny. Badacze z Chiba University mierzyli poziom BDNF u anorektyczek (29), kobiet zdrowych (28) i niewykazujących objawów choroby od co najmniej roku (18). Dodatkowo u wszystkich określano zdolność do zmiany zasad stosowanych do porządkowania zbioru obiektów. W tym celu posłużono się testem sortowania kart z Wisconsin (Wisconsin Card Sorting Task, WCST), który umożliwia ocenę funkcjonowania kory przedczołowej. Wiek wszystkich badanych był podobny. Poza tym panie z anoreksją i wyleczone nie różniły się pod względem najniższego życiowego wskaźnika masy ciała (BMI). Z eksperymentu wykluczono zdrowe osoby, które nigdy nie miały problemów z zaburzeniami odżywiania, z BMI niższym od 19 lub wyższym niż 26, a więc kobiety z niedowagą i otyłe. Stężenie neurotropowego czynnika pochodzenia mózgowego w surowicy było w grupie anorektyczek niższe niż w grupie kontrolnej i u pań po skutecznej terapii. Wykazano istnienie pozytywnej korelacji między stężeniem BDNF i BMI. Wyższe oznaczało mniejsze zatroskanie jedzeniem, kształtami ciała i wagą. Kobiety z najniższym poziomem BDNF miały najbardziej niekorzystny obraz siebie i cierpiały z powodu lęku oraz depresji. Choć badane z anoreksją popełniały więcej błędów w WCST niż przedstawicielki grupy kontrolnej, nie wykazano, by poziom BDNF wiązał się z wynikami osiąganymi w teście. Zdolność zmiany zasady nie była upośledzona u kobiet, które poradziły sobie z anoreksją. Niewykluczone, że stężenie BDNF jest w większym stopniu związane ze wskaźnikiem masy ciała (czy mówiąc inaczej: ze stopniem wygłodzenia) niż z samą anoreksją. Na razie relacja między neurotropowym czynnikiem pochodzenia mózgowego a BMI jest niejasna, ponieważ jedno ze studiów pokazało, że u ludzi z otyłością znacznego stopnia występuje niższy poziom BDNF niż u osób otyłych. Eksperci mają nadzieję, że uwzględnienie w przyszłych badaniach kobiet z niedowagą i otyłych pozwoli wyjaśnić zależności łączące BDNF, BMI i anoreksję.

Na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego (UCSD) i Clarkson University trwają prace, których celem jest zmniejszenie śmiertelności wśród żołnierzy na polu walki. Większość z nich umiera w ciągu pół godziny od zranienia. Trzydzieści minut to najczęściej zbyt mało czasu, by do żołnierza dotarł lekarz, nie mówiąc już o transporcie do szpitala. Amerykańscy naukowcy pracują nad urządzeniem, które będzie monitorowało stan zdrowia żołnierza, postawi wstępną diagnozę i zaordynuje odpowiednie lekarstwa, a te zwiększą szanse na przeżycie. Szef projektu, profesor nanoinżynierii Joseph Wang z UCSD zatrudnił do pomocy Evgeny'ego Katza z Clarkson, który niedawno opracował bazującą na enzymach bramkę logiczną. Ta reaguje w ściśle określony sposób na pojawienie się różnych biomarkerów, wywołując tym samym "reakcję łańcuchową" polegającą na odpowiednim zamykaniu i otwieraniu kolejnych bramek logicznych. W wyniku takich działań zostaje postawiona wstępna diagnoza. Katz i Wang chcą stworzyć system, który będzie monitorował cztery biomarkery: glukozę, tlen, laktazę i norepinefrynę. Mierzenie ich poziomów pozwala na zdiagnozowanie pojawienia się różnego typu zranień. Na przykład jeśli wskutek urazu u żołnierza dojdzie do wylewu krwi do mózgu, czujnik wykryje rosnące poziomy laktazy, glukozy i norepinefryny. Taka diagnoza spowoduje uruchomienie się bramki logicznej odpowiedzialnej właśnie za tego typu ranę, co z kolei wywoła reakcję układów scalonych odpowiedzialnych za podanie odpowiedniego leku. Chcemy stworzyć inteligentne czujniki, które będą w stanie rozpoznać różne rodzaje zranień, podjąć odpowiednią decyzję i podać lekarstwa - mówi Wang. Na razie są to tylko rozważania teoretyczne. Projekt jest w bardzo wczesnej fazie rozwoju, a jego pomysłodawcy nie wiedzą nawet, jakie rany mogą być rozpoznawane przez czujniki. Muszą zbadać dokładną kombinację biomarkerów, by określić charakterystyki dla różnych ran, a następnie przygotować enzymatyczne bramki logiczne, które będą odpowiednio reagowały. Profesor Wang, którego gabinet jest naszpikowany różnymi czujnikami, mówi, że niektóre z nich już teraz mogą się przydać. Ma bowiem do dyspozycji układy tak małe, że mogą np. zmieścić się w kanalikach łzowych, a nieco większe można wszczepić pod skórę. Naukowcy chcą jednak, by ich technika była jak najmniej inwazyjna, dlatego też będą dążyli do stworzenia technologii, która będzie działała dzięki monitorowaniu łez, śliny czy potu. Pomysł swoich kolegów chwali profesor Martin Bazant, jeden z założycieli działającego na MIT Institute for Soldier Nanotechnologies. Wątpi, co prawda, w możliwość stworzenia w pełni zautomatyzowanego systemu, który będzie zajmował się leczeniem, ale uważa, że olbrzymim postępem będzie skonstruowanie systemu diagnostycznego. To znakomicie pomoże lekarzowi, który na czas dotrze do żołnierza. Profesor Wang mówi, że podobne urządzenia przydadzą się też w zastosowaniach cywilnych. Załogi karetek pogotowia zyskają dzięki nim dostęp do dokładniejszych danych na temat ratowanej osoby, a w szpitalach możliwe będzie monitorowanie na bieżąco stanu wielu pacjentów.

Już wkrótce diagnozowanie wielu chorób może stać się tak proste i szybkie jak przeprowadzenie testu ciążowego. Naukowcy z University of Leeds opracowali bioczujnik, który wykorzystuje przeciwciała do wykrywania biomarkerów charakterystycznych dla różnych schorzeń. Dotychczas przeprowadzone próby wykazały, że nowy test jest w stanie zdiagnozować raka jajników, prostaty, udar, stwardnienie rozsiane, choroby serca i infekcje grzybami. Uczeni sądzą również, że uda się wykrywać gruźlicę i HIV. Nowa technologia powstała w ramach europejskiego programu ELISHA. Jednym z jego koordynatorów jest doktor Paul Millner z University of Leeds. Stwierdził on: Sądzimy, że będzie to nowa generacja testów. Każde badanie możemy teraz przeprowadzić szybciej, taniej i łatwiej niż pozwalają na to obecnie stosowane metody. Obecnie do wykrywania wielu chorób używa się testu ELISA (Enzyme Linked Immunosorbant Assay), który został opracowany w latach 70. ubiegłego wieku. Test trwa około 2 godzin, jest drogi i może być przeprowadzany tylko przez specjalistę. Tymczasem technologia stworzona w Leeds umożliwia poznanie wyników testu już w ciągu kwadransa, a do jego przeprowadzenia wykorzystywane jest urządzenie wielkości telefonu komórkowego, w którym można zmieścić różne czujniki, w zależności od testowanych chorób. Opracowaliśmy prosty instrument, który pozwala na łatwe i zrozumiałe użycie bioczujników. To coś podobnego do powszechnie stosowanych glukometrów - zapewnia Millner.