Znajdź zawartość

Bliznowacenie narządu wzroku jest najważniejszą barierą utrudniającą regenerację receptorów obumarłych w wyniku zwyrodnienia plamki żółtej - choroby wyniszczającej centralną część siatkówki oka. Amerykańskim naukowcom udało się jednak odwrócić ten proces, o czym dowiadujemy się dzięki czasopismu Biomaterials. Zwyrodnienie plamki żółtej (ang. age-related macular degeneration - AMD) jest chorobą pospolitą u osób starszych. Objawia się ono obumieraniem fotoreceptorów siatkówki oka przy zachowaniu prawidłowej funkcji komórek nerwowych łączących narząd wzroku z mózgiem. Teoretycznie do wyleczenia tego schorzenia powinno wytarczyć podanie pacjentowi komórek macierzystych (lub spokrewnionych z nimi tzw. komórek progenitorowych), które powinny przeniknąć do uszkodzonej siatkówki oka i przeistoczyć się w nowe fotoreceptory. Podczas testów na myszach okazało się jednak, że postępujące bliznowacenie oka znacząco utrudnia terapię, zmniejszając liczbę komórek docierających do miejsca uszkodzenia i zmniejszając ich szanse na przeżycie. Aby ułatwić migrację komórek na miejsce ich działania, zespół dr. Budda A. Tuckera z Schepens Eye Research Institute rozpoczął prace nad stworzeniem metody pozwalającej na usunięcie blizn narastających we wnętrzu oka. Do współpracy nad stworzeniem nowej techniki dr Tucker zaprosił badaczy z Case Western Reserve University: dr. Gary'ego Wneka, dr. Josepha F. Toota i dr Meghan Smith. Wspólnymi siłami naukowcy opracowali makromolekularny kompleks składający się z enzymów trawiących białka wchodzące w skład blizny oraz spajających je biodegradowalnych włókien. Tak przygotowany implant wszczepiono następnie do oczu myszy cierpiących na AMD. Po zakończeniu eksperymentu okazało się, że opracowany wynalazek zwiększa 15-, a nawet 20-krotnie liczbę podanych z zewnątrz komórek progenitorowych, którym udało się dotrzeć do zmienionego chorobowo miejsca i przetrwać. Co prawda badacze nie oceniali dotychczas, czy zastosowana przez nich terapia rzeczywiście przywraca zwierzętom wzrok, lecz można się spodziewać, że właśnie tak się stanie. Aktualnie zespół dr.Tuckera pracuje nad opracowaniem nowej generacji implantu, który będzie od 4 do 6 razy mniejszy. Jak twierdzą badacze, nowa forma nośnika leczniczego enzymu powinna poprawić tolerancję wobec terapii, wpływając tym samym na prawodpodobieństwo jej powodzenia. Oczywiście, planowane są także testy, których celem będzie sprawdzenie, czy opracowana forma leczenia rzeczywiście przywraca wzrok u zwierząt, które wcześniej całkowicie oślepły w wyniku choroby.

Siarkowodór, który kojarzy się raczej ze smrodem zgniłych jaj, może zostać agentem do zadań specjalnych w nerkach osób chorych na cukrzycę. Okazuje się bowiem, że w warunkach wysokiego poziomu cukru ogranicza w komórkach nerek produkcję białek związanych z bliznowaceniem (Journal of Biological Chemistry). Zauważyliśmy, że gdy dodaliśmy wodorosiarczek sodu, substancję, z której wydziela się siarkowodór, w komórkach nerek wystawionych na oddziaływanie wysokich stężeń glukozy zmniejszała się produkcja odpowiadających za powstawanie blizn białek macierzy [pozakomórkowej] - opowiada dr B.S. Kasinath z University of Texas Health Science Center. Zgadzałoby się to z wcześniejszymi ustaleniami, że u myszy z cukrzycą typu 1. i 2. występuje mniej enzymów ułatwiających produkcję siarkowodoru. By określić, jak skuteczny i na ile bezpieczny jest H2S w zapobieganiu zwłóknieniu i zeszkliwieniu kłębuszków nerkowych w przebiegu cukrzycy, trzeba przejść od badań na hodowlach komórkowych do modelu zwierzęcego.

Wiadomo już, za pośrednictwem jakiego szlaku molekularnego siła mechaniczna nasila u myszy bliznowacenie. Odkrycie naukowców ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Stanforda może doprowadzić do powstania nowych metod terapii chorób zwłókniających, w tym zwłóknienia płuc, czy o podłożu zapalnym, np. reumatoidalnego zapalenia stawów (Nature Medicine). Myszy zmodyfikowano genetycznie w taki sposób, by nie występował u nich enzym aktywowany przez siłę mechaniczną - kinaza płytek przylegania (ang. focal adhesion kinase, FAK). Okazało się, że po nacięciu powłok skórnych stan zapalny i włóknienie były u nich znacznie słabiej zaznaczone niż w grupie kontrolnej. Amerykanie zauważyli, że podobne zjawiska wystąpiły u gryzoni, u których za pomocą związku organicznego o nazwie PF-573228 zablokowano działanie enzymu. Działo się tak, bo dzięki niemu komórki wyczuwają zmiany w środowisku mechanicznym. Stan zapalny stanowi ważną część gojenia, jest jednak także związany z bliznowaceniem. Mimo że opisano chemiczne mechanizmy prowadzące do zapalenia, siłami mechanicznymi jako stymulatorami odpowiedzi biologicznej i celem terapeutycznym właściwie się nie zajmowano. A by zadziałała taka siła, wystarczy przecież, żeby pacjent się poruszał, rozciągając i przemieszczając brzegi rozcięcia skóry. Środowisko fizyczne - środowisko sił mechanicznych, które utrzymują nasze komórki razem - nie było brane poważnie jako źródło stanu zapalnego i włóknienia - podkreśla dr Geoffrey Gurtner. Wcześniej trudno było rozstrzygnąć, czy FAK spełnia jakąś rolę w bliznowaceniu i przebiegu stanu zapalnego. Zespół Gurtnera ustalił ponad wszelką wątpliwość, że tak. Podczas eksperymentów u genetycznie zmodyfikowanych myszy z ranami skóra goiła się normalnie, ale powstawało mniej blizn. Dziesięć dni po nacięciu skóry, w porównaniu do grupy kontrolnej, odnotowano o 48% mniej komórek tkanki bliznowatej. Podczas badań w probówkach stwierdzono, że mysia tkanka bliznowata, w której brakowało FAK, nie reagowała normalnie na bodźce mechaniczne i wydzielała o wiele mniej mediatorów zapalnych.

Naukowcy z Newcastle University zidentyfikowali receptory serotoniny, które mogłyby stać się celem dla leków wspomagających naturalną regenerację wątroby. W chorobie wątroby zakres uszkodzenia tkanek zależy od względnego nasilenia procesów bliznowacenia (zwłóknienia) i regeneracji (powstawania nowych hepatocytów). Podczas badań na modelu mysim Brytyjczycy zademonstrowali, jak blokując tworzenie blizn, zapewnić przewagę regeneracji tkanek. Długotrwały proces zapalny prowadzi do nadmiernego gromadzenia elementów macierzy pozakomórkowej i zastępowania uszkodzonej tkanki tkanką łączną. Kluczową rolę w procesie włóknienia odgrywają wątrobowe komórki gwiaździste (ang. Hepatic stellate cells, HSC). Naukowcy z Newcastle odkryli, że HSC są instruowane przez serotoninę, by powstawało więcej tkanki łącznej, a zdrowa regeneracja uległa wyłączeniu. Identyfikacja receptorów 5-HT2B, za pośrednictwem których serotonina kontroluje HSC, daje możliwość manipulowania przebiegiem zdarzeń. Wyniki badań na mysim modelu choroby wątroby są obiecujące i sugerują, że związki obierające na cel 5-HT2B, które obecnie przechodzą testy kliniczne w odniesieniu do zaburzeń nastroju i nadciśnienia płucnego, mogą również znaleźć zastosowanie w terapii przewlekłych stanów zapalnych tego narządu - podsumowuje prof. Derek Mann.

Dotąd sądzono, że kacheksja, czyli wyniszczenie nowotworowe, w przebiegu którego dochodzi m.in. do jadłowstrętu, spadku beztłuszczowej i tłuszczowej masy ciała oraz zaników mięśni, oszczędza mięsień sercowy. Badania na modelu zwierzęcym dowodzą jednak, że to nieprawda. Zespół prof. Marthy Belury z Uniwersytetu Stanowego Ohio prowadził eksperymenty na myszach z rakiem jelita grubego. Znaleziono dowody na zmiany w budowie mięśnia sercowego i pogorszenie jego funkcji. Wcześniejsze studia sugerowały, że kacheksja odpowiada za 1/5-1/3 zgonów w chorobie nowotworowej. Ponieważ jest to jednak złożony problem medyczny, nie znano jego dokładnych przyczyn i trudno było przewidzieć, kto jest szczególnie narażony na zespół wyniszczenia. Skoro wiemy, że pewne rodzaje nowotworów są związane z kacheksją [najczęściej do wyniszczenia dochodzi przy raku jelita, innych nowotworach układu pokarmowego oraz pewnych nowotworach płuc], może być ważne, by pomyśleć o działaniu serca, zanim ludzie zaczną tracić na wadze. Poddając pacjenta chemioterapii, lekarze powinni próbować chronić ten mięsień, pamiętając np. o podtrzymaniu wagi za pomocą dodatkowych składników odżywczych. Towarzyszące kacheksji zmęczenie i osłabienie da się przypisać zanikowi mięśni szkieletowych. Nasze wyniki wspierają jednak ideę, że to niewystarczająca wydolność serca odpowiada za znużenie, prowadząc do ograniczenia ruchu i jeszcze większego zaniku mięśni. To błędne koło, które przyczynia się do wystąpienia komplikacji związanych z nowotworową kacheksją – tłumaczy Belury. Amerykanie porównywali myszy z rakiem jelita grubego i zdrowe. W 14. dniu studium, gdy chore gryzonie wyraźnie chudły, badacze przeprowadzili echokardiografię (ultrasonokardiografię, UKG). W ten sposób ujawniono, że myszy z guzami jako grupa miały niższe tętno – średnio występowało u nich niemal 21% uderzeń serca na minutę mniej – a serce przepompowywało znacznie mniej krwi niż u zdrowych zwierząt. W 17. dniu studium naukowcy odnotowali 23-proc. różnicę w wadze obu grup myszy. Chociaż gryzonie z guzami jadły mniej w miarę rozwoju choroby, badanie zaprojektowano w taki sposób, by pokazać, że ograniczona konsumpcja nie jest jedyną przyczyną utraty wagi. Zdrowe myszy, które spożywały identyczną liczbę kalorii, również chudły, ale zachowywały masę mięśni szkieletowych i normalną akcję serca. Dzięki mikroskopowi elektronowemu zbadano tkankę serca wszystkich myszy. U zwierząt z kacheksją występowały ślady uszkodzeń: zmiany w mitochondriach i zwiększenie ilości tkanki włóknistej. Mitochondria wyglądały naprawdę źle, jakby miały się prawie rozpaść. Zauważyliśmy także początki bliznowacenia – tworzenie kolagenu – którego nie chcielibyście widzieć w żadnym rodzaju tkanki mięśniowej, a zwłaszcza w sercu. Podobne zjawiska nie występowały u gryzoni wolnych od guzów. Na koniec Amerykanie skupili się na działaniu genów tkanki serca. Ustalili, że u zwierząt z kacheksją białka związane z generowaniem mocy mięśniowej przekształciły się z postaci dorosłej w płodową. W ramach przyszłych badań zespół Belury chce sprawdzić, czy podanie leków lub dodatkowych składników odżywczych może zahamować deteriorację funkcji serca.

Naukowcy z japońskiego Uniwersytetu Waseda oraz College'u Medycznego Obrony Narodowej opracowali najcieńszy opatrunek na świecie. Ich wynalazek z łatwością zabezpiecza rany pomimo swojej niebywale małej grubości, wynoszącej 75 nanometrów. Materiałem do produkcji prototypowego opatrunku były składniki wyizolowane ze skorup krabów oraz ciał glonów. Stworzona w ten sposób mieszanka zapewnia nie tylko wytrzymałość mechaniczną umożliwiającą zastosowanie wynalazku w chirurgii, lecz także zdolność do spontanicznego przylegania do otaczającej tkanki. Pierwsze testy plastra zakończyły się pełnym sukcesem. Jak się okazało, wystarczył on w zupełności do całkowitego zabezpieczenia 6-milimetrowego otworu w ścianie płuca u psa. Rana zagoiła się w ciągu miesiąca, a zabezpieczana nim tkanka zrosła się bez wytworzenia blizny, która w normalnych warunkach mogłaby pogorszyć funkcjonowanie leczonego organu. Gojenie się ran bez bliznowacenia oraz przezroczystość opatrunku sprawiają, że jego wynalazcy liczą na możliwość zastosowania go także do leczenia zmian na skórze. Póki co jednak, konieczne będzie przeprowadzenie testów klinicznych. Powinny się one rozpocząć po zakończeniu prac nad udoskonalaniem wynalazku, co powinno zająć około trzech lat.

Nie każdy zdaje sobie z tego sprawę, lecz u osób po ataku serca wiele uszkodzeń powstaje dopiero podczas gojenia się mięśnia sercowego. Badacze z Nowego Jorku twierdzą, iż zidentyfikowali jedno z najważniejszych białek regulujących ten proces, przez co są w stanie znacznie ograniczyć negatywne zmiany zachodzące w tym niezwykle ważnym organie. Ciało stara się odbudować po uszkodzeniu mięśnia sercowego dzięki odkładaniu włókien, lecz powoduje to jeszcze większy problem - tłumaczy istotę zjawiska dr Thomas Sato, pracownik College'u Medycznego przy Uniwersytecie Cornell. Proces ten, zwany włóknieniem, sprawia że serce staje się twarde jak stal i traci zdolność skurczu i pompowania krwi do reszty organizmu. Efekty mogą być tragiczne - dodaje badacz. Sytuacji chorego nie poprawia fakt, iż medycyna nie dysponuje obecnie skutecznymi lekami blokującymi opisywany proces. Tam, gdzie nie radzi sobie farmakologia, z pomocą może przyjść genetyka. Badacze z Uniwersytetu Cornell zidentyfikowali u myszy gen, nazwany Sfrp2, kodujący białko regulujące tempo narastania blizn i zwłóknień. Proteina ta wchodzi w interakcję z procesem wytwarzania kolagenu - jednego z najważniejszych białek w organizmach ssaków, odpowiedzialnego m.in. właśnie za powstawanie blizn. Badanie na gryzoniach potwierdziło, że usunięcie Sfrp2 z genomu zwierzęcia pozwala na znaczne ograniczenie wielkości blizn powstających po zawale serca. Choć nie potwierdzono tego doświadczalnie, istnieje także szansa na zredukowanie intensywności włóknienia także w innych organach, takich jak płuca czy wątroba. Proteina kodowana przez gen Sfrp2 hamuje aktywację prokolagenu - białka, które, po odpowiedniej obróbce, jest przekształcane do kolagenu. Gdy produkt genu Sfrp2 nie jest produkowany, narastanie blizn jest znacznie spowolnione, co znacznie ułatwia odbudowę zdrowej, w pełni funkcjonalnej tkanki. Ponieważ atak serca jest przyczyną aż 13% zgonów na świecie, dokładne zrozumienie procesu bliznowacenia mięśnia sercowego jest niezwykle istotne dla współczesnej medycyny. Jeżeli naukowcom uda się opracować terapię regulującą aktywność Sfrp2 lub związanego z tym genem białka, powinno to znacznie poprawić kondycję najważniejszego z mięśni po zawale, a przez to znacznie zwiększyć przeżywalność tej choroby.

Specjaliści z Uniwersytetu Minnesota ustalili, dlaczego pacjenci zakażeni wirusem HIV nie odzyskują pełnej odporności nawet w przypadku powodzenia terapii przeciwwirusowej. Odkrycie może mieć znaczący wpływ na zmianę schematu leczenia infekcji oraz związanego z nią nabytego zespołu niedoboru odporności (AIDS). Wirus HIV atakuje przede wszystkim komórki układu odpornościowego zwane limfocytami T. Głównym miejscem ich występowania są węzły chłonne, w których oczekują na kontakt z "dostarczanymi" przez inne typy komórek ciałami obcymi. Amerykańscy badacze dostrzegli, że jeśli HIV zaatakuje organizm człowieka, w obrębie węzłów chłonnych dochodzi do powstawania blizn. Zaburzają one bezpowrotnie strukturę tkanki i znacznie utrudniają jej ponowne zasiedlenie przez nowe limfocyty. Dzieje się tak nawet wtedy, gdy terapia antyretrowirusowa (tzn. zwalczająca retrowirusy, do których należy m.in. HIV) przynosi pożądane efekty. W badaniu wzięło udział siedmiu pacjentów, u których stwierdzono nosicielstwo HIV. Zastosowano u nich terapię antyretrowirusową z użyciem standardowych leków, lecz rozpoczęto ich podawanie na bardzo wczesnym etapie infekcji, a nie, jak przyjęło się to robić, dopiero po spadku liczby krążących we krwi limfocytów poniżej określonej wartości. Dzięki eksperymentowi dowiedziono, że leczeni alternatywną metodą pacjenci odzyskiwali odporność znacznie skuteczniej od tych, u których zwlekano z rozpoczęciem podawania leków. Dzieje się tak, gdyż ich węzły chłonne zawierały znacznie mniej uszkodzeń prowadzących do upośledzenia funkcji organu. Zdaniem prowadzącego eksperyment prof. Timothy'ego Schackera, zebrane informacje stanowią silny argument na rzecz rozpoczynania terapii antyretrowirusowej znacznie wcześniej, niż ma to miejsce obecnie. Według niego, rozpoczęcie leczenia możliwie szybko, gdy objawy infekcji są jeszcze mało dostrzegalne, może uchronić znaczną część układu odpornościowego przed bezpowrotnym uszkodzeniem. Naukowiec uważa też, że uzyskana wiedza powinna skłonić lekarzy do podawania leków zapobiegających włóknieniu tkanek jako leczenia wspomagającego leczenie samej infekcji. O odkryciu badaczy donosi serwis internetowy Uniwersytetu Minnesota, zaś szczegółowe informacje na temat odkrycia zostaną opublikowane w najnowszym numerze czasopisma Journal of Infectious Disease.

Zastrzyki z botoksu mogą pomóc w gojeniu ran twarzy (pozostaje mniej blizn) — wskazują wyniki niewielkiego badania. To pierwszy lek minimalizujący bliznowacenie — powiedział w oświadczeniu dr David Sherris, profesor i szef Departamentu Otolaryngologii na Uniwersytecie w Buffalo. Wyniki badań jego zespołu ukazały się w sierpniowym wydaniu Mayo Clinic Proceedings. Studium objęło 31 pacjentów z ranami czoła lub po operacjach usunięcia objętych nowotworem fragmentów skóry tej części twarzy. Czoło jest miejscem szczególnie podatnym na tworzenie się blizn. W ciągu 24 godzin po zamknięciu ran pacjenci otrzymali zastrzyki albo z botoksu, albo z soli fizjologicznej. Tuż po tym i po upływie 6 miesięcy wykonano fotografie. Zdjęcia oglądało dwóch chirurgów zajmujących się plastyką twarzy (nie byli oni zaangażowani w eksperyment). Oceniali proces gojenia się ran na specjalnej skali (od 0 do 10, a 10 to, oczywiście, najlepszy wynik). Aby uzyskać ostateczną "notę" każdego pacjenta, uśredniano oceny 2 chirurgów. Mediana dla ran leczonych botoksem wynosiła 8,9, w porównaniu do 7,1 w przypadku zastrzyków z roztworem soli. Mediana, nazywana również wartością środkową lub środkiem obszaru zmienności rozpatrywanej zmiennej, jest wartością rozdzielającą całą populację na dwie równe części. Kiedy występują rany, zwłaszcza na twarzy, ludzie zawsze boją się blizn. Za pomocą tych zastrzyków chcemy w jak największym stopniu wyeliminować bliznowacenie — konkluduje Sherris.