Znajdź zawartość

Dostarczanie DNA czy białek do wnętrza komórek bywa niekiedy bardzo trudne. Wiele typów komórek zwyczajnie nie poddaje się takim procedurom bądź bardzo źle znosi jakąkolwiek ingerencję. Zespół prof. Hongkuna Parka z Uniwersytetu Harvarda znalazł jednak skuteczny i bezpieczny sposób na umieszczanie we wnętrzu komórek najważniejszych makrocząsteczek. Procedura zaproponowana przez badacza z USA opiera się na wykorzystaniu nanodrutów - podłużnych struktur wykonanych z krzemu o długości kilkudziesięciu nanometrów. Koledzy z zespołu prof. Parka pokryli płytki hodowlane milionami nanodrutów wyrastających z dna niczym szpilki, a następnie umieścili w naczyniach komórki adherentne, tzn. wykazujące tendencję do przylegania do dna naczynia. Próba przytwierdzenia się do powierzchni płytki nieuchronnie oznaczała dla komórek nadzianie się na nanodruty. Jak jednak zauważono, odpowiednie dobranie zagęszczenia oraz długości krzemowych pręcików pozwala na wbicie się wielu z nich do wnętrza komórki bez przebijania jej na wylot czy naruszania jej prawidłowej struktury i stanu fizjologicznego. Odkrywszy brak niekorzystnego wpływu nanodrutów na twory ożywione, prof. Park zaczął pracować nad opracowaniem systemu dostarczania cząsteczek do wnętrza komórek. W tym celu pokryto nanodruty powłoką umożliwiającą słabe wiązanie DNA, RNA oraz białek, a następnie wpuścił do zmodyfikowanego w ten sposób naczynia komórki przeznaczone do modyfikacji. Jak się okazało, wiele prób modyfikacji komórek zakończyło się pełnym powodzeniem i zmodyfikowaniem funkcji komórki w sposób porównywalny do wielu metod stosowanych obecnie. Co prawda nowa technika najprawdopodobniej nie będzie skuteczna w przypadku komórek dążących do pozostania w zawiesinie (a więc np. komórek krwi), lecz modyfikacja komórek adherentnych tą metodą może się okazać bardzo skuteczna. Zdaniem Aviv Regev, zajmującej się komórkami macierzystymi badaczki z Broad Institute, jest oczywistym, że [ta metoda] ma ogromny potencjał. Trzymamy więc kciuki za powodzenie dalszych badań.

Aby zbadać w laboratorium niektóre procesy zachodzące w organizmie, konieczna jest hodowla komórek z zachowaniem trójwymiarowej struktury tkanki. Problem w tym, że dotychczas było to bardzo skomplikowane i trudne przedsięwzięcie. Okazuje się jednak, że odczynnik pozwalający na rozwiązanie tego problemu jest genialne w swej prostocie, a do tego... znajduje się w niemal każdej kuchni. Hodowle tkankowe dają niezwykłą możliwość symulowania zjawisk zachodzących w żywym organizmie. Niestety mają one też swoje ograniczenia, bowiem niektóre struktury, jak np. kanaliki wydzielnicze gruczołów, można wytworzyć wyłącznie z zastosowaniem bardzo drogich odczynników. Na szczęście badacze z Baylor College of Medicine odkryli bardzo prosty sposób na pokonanie tej niedogodności. Jest nim zastosowanie... białka kurzych jaj. Jak tłumaczy jedna z autorek odkrycia, dr Steffi Oesterreich, to ważne, ponieważ architektura komórki jest inna w dwóch wymiarach, niż w trzech. Zrozumienie, w jaki sposób komórki się komunikują i w jaki sposób działają białka wymaga trzech wymiarów. Badaczka podkreśla, że jest to istotne np. z punktu widzenia badań nad różnymi rodzajami raka, który bardzo często wywodzi się właśnie z nabłonka gruczołowego. Dokładne odwzorowanie jego struktury przestrzennej zwiększa wiarygodność badań: jeśli umieścisz komórki [nowotworowe - red.] w przygotowanym roztworze białka jaja, formują one strukturę podobną do kanalika. W formie dwuwymiarowej nie mogą tego kanalika uformować. Realistyczne odwzorowanie utkania tkanki jest istotne także dla badań nad sygnalizacją międzykomórkową. Nawet laik domyśli się, że w "płaskiej" hodowli każda komórka ma kontakt ze znacznie mniejszą liczbą "sąsiadów", niż w przypadku ich rozmieszczenia w przestrzeni, co może mieć wpływ na uzyskane wyniki. Opracowanie skutecznej i, co nie jest bez znaczenia, taniej metody pozwalającej na odwzorowanie architektury tkanki umożliwi także prowadzenie lepszych badań nad tzw. mikrośrodowiskiem guza, czyli przestrzenią bezpośrednio otaczającą komórki nowotworowe, ułatwiającą jego rozwój bądź blokującą go. Jak więc nietrudno zauważyć, odkrycie otwiera przed naukowcami zupełnie nowe, ekscytujące możliwości. Pomysł na wykorzystanie białka jaja kurzego powstał dzięki pilnej obserwacji procesów spotykanych w naturze i błyskotliwemu umysłowi odkrywcy. Jak tłumaczy asystentka dr Oesterreich, dr Benny A. Kaipparettu, od stuleci wiedzieliśmy, że mały kurczak rośnie w trzech wymiarach, pod skorupką jaja i bez jakiegokolwiek wsparcia z zewnątrz. Teraz odkryliśmy, że Matka Natura ofiarowała nam wartościowe narzędzie przydatne w badaniach medycznych. Badaczka dostrzega jeszcze jedną istotną korzyść wynikającą z zastosowania z nowego "odczynnika": jest on przezroczysty, dzięki czemu analiza rosnącej tkanki jest niezwykle wygodna. Pomysłowe panie doktor zgłosiły swój pomysł do urzędu patentowego. O swoim osiągnięciu, które już teraz wzbudziło ogromne zainteresowanie świata nauki, informują w najnowszym numerze czasopisma BioTechniques.

Specjaliści z Uniwersytetu w Edynburgu informują o opracowaniu prostej i skuteczniej technologii, która pozwoli na znacznie obniżenie kosztów produkcji wielu nowoczesnych leków. Metoda ma zastosowanie podczas produkcji leków wytwarzanych w żywych komórkach (chodzi głównie o białka terapeutyczne). Istotnym problemem podczas takiego procesu jest następujący po pewnym czasie spadek wydajności syntezy związany z obecnością martwych komórek w naczyniu hodowlanym. Pracujący na szkockiej uczelni naukowcy opracowali prostą metodę, która pozwala na ich usunięcie. Technologia opiera się na zastosowaniu przeciwciał (immunoglobulin) - białek zdolnych do wiązania się w sposób wybiórczy wyłącznie z określonymi cząsteczkami. W opisywanym eksperymencie użyto przeciwciał skierowanych przeciwko molekułom obecnym na powierzchni martwych i obumierających komórek. Do immunoglobulin przyłączone zostały metalowe grudki pozwalające na ich wydobycie za pomocą magnesu. Usuwanie martwych komórek jest banalnie proste. Do naczynia hodowlanego dodaje się przeciwciał, a następnie, po okresie inkubacji (oczekiwania na związanie przeciwciał z powierzchnią martwych komórek) przykłada się magnes, który pozwala na usunięcie niepożądanych komórek z płytki hodowlanej. Jak tłumaczy prof. Chris Gregory, jeden z badaczy pracujący nad opracowaniem tej metody, właściwie naśladujemy to, co dzieje się w ciele, gdy wyspecjalizowane komórki "zmiatające" usuwają martwe i nieprawidłowo funkcjonujące komórki. Gdy nie zostają one usunięte, wpływa to negatywnie na zachowanie pozostałych. Autorzy technologii informują, że jej zastosowanie pozwala na zwiększenie wydajności produkcji pożądanego białka nawet o ponad sto procent. Pozwala ona także na uniknięcie wielu innych zabiegów, które są znacznie bardziej szkodliwe dla zdrowych komórek. W celu wdrożenia metody do zastosowania w przemyśle założono firmę, nazwaną Immunosolv. Jej działalność została doceniona przez przedstawicieli szkockiej nauki, którzy wsparli ją finansowo nagrodami w ramach dwóch konkursów: Scottish Enterprise's Proof of Concept Programme oraz SMART Award.

Naukowcy z Hongkongu i Australii rozpoczną za ok. 3 miesiące testy kliniczne eksperymentalnej metody leczenia nowotworów nosa i gardła. Polega ona na trenowaniu własnych białych krwinek pacjenta do walki z chorobą. Z nosogardzieli 30 chorych z Hongkongu zostaną pobrane próbki krwi — poinformował Daniel Chua, profesor onkologii klinicznej z Uniwersytetu Hongkońskiego. Polecą one do Instytutu Badań Medycznych w Queensland. Tam laboranci wyekstrahują pewne klasy limfocytów T i rozpoczną ich trenowanie, aby umiały zwalczać raka. Gotowe do działania wyedukowane krwinki zostaną następnie przeniesione do hodowli komórkowej. Po rozmnożeniu naukowcy wprowadzą je z powrotem do organizmu pacjenta. Co bardzo ważne, niektóre klasy limfocytów T są wyposażone w swego rodzaju pamięć. Kiedy spotkają się z określonym patogenem i zwalczą go, zareagują w ten sam sposób przy następnej okazji. Oczekujemy, że limfocyty T doprowadzą do ostrej reakcji zapalnej i w trakcie tego procesu nie tylko zaatakują komórki rakowe, ale wezwą na pomoc inne komórki układu odpornościowego, by te wyeliminowały wroga. Nowotworom nosogardzieli sprzyja obfitująca w konserwanty dieta, np. uwzględniająca duże ilości solonych ryb. Udowodniono także ich związek z wirusem Epsteina-Barra (EBV).