Znajdź zawartość

Posługując się urządzeniem mikrostrumieniowym, prof. Roger Kamm, William Polacheck i Joseph Charest z MIT-u wykazali, że kierunek przepływu płynów przez tkanki określa prawdopodobieństwo rozprzestrzeniania się nowotworu. Wiedząc to, w przyszłości lekarze będą mogli i zmniejszyć ryzyko powstawania przerzutów. Naukowcy chwalą się, że niemal tak samo ważny, jak ich odkrycia jest stworzony na potrzeby eksperymentu trójwymiarowy system mikrostrumieniowy. Podczas gdy wcześniejsze badania bazowały na wizualizowaniu pojedynczych komórek w sztucznym środowisku pozakomórkowym, urządzenie zespołu z MIT-u pozwala stwierdzić, jak komórki oddziałują z tkanką, która naśladuje naturalną tkankę piersi. Na rynku nie ma obecnie ani jednego leku, który działałby w oparciu o to, jak komórki nowotworowe odrywają się od pierwotnego guza, dostają się do układu krążenia, migrują i tworzą wtórny guz. Takie właśnie procesy możemy symulować w naszym systemie mikrostrumieniowym – podkreśla Kamm. Zaczynając badania, Amerykanie wiedzieli, że wskutek ciągłego wzrostu guz prowadzi do wytworzenia wysokiego ciśnienia cieczy w otaczających tkankach. To z kolei skutkuje odpływem cieczy z samego guza. Melody Swartz, która kiedyś współpracowała z Kammem, a później przeniosła się do École Polytechnique Fédérale de Lausanne, odkryła, że wskutek tego odpływu ligandy wydzielane przez guz wybiórczo wiążą się z receptorami w części komórki znajdującej się przy głównym nurcie. Dochodzi do wytworzenia asymetrii, co ostatecznie sprawia, że komórki zaczynają migrować z nurtem. Gdyby na tym wszystko się kończyło, perspektywy byłyby niezbyt zachęcające. Oznaczałoby to bowiem, że komórki nowotworowe szybko dostaną się do układu krążenia. Polacheck i Kamm zauważyli jednak, że zjawiska zaobserwowane przez Swartz to tylko jedna strona medalu. Ich urządzenie składa się dwóch kanałów, oddzielonych od siebie warstwą żelu z pojedynczymi komórkami, czyli macierzą, w której zachodzi przepływ cieczy. Podczas eksperymentów z komórkami raka sutka zespół zauważył, że komórki nowotworowe poruszają się pod prąd. Na początku zaczęto kwestionować spostrzeżenia Swartz, ale później okazało się, że w grę wchodzą dwa konkurujące ze sobą mechanizmy. Jednym z nich jest autologiczna chemotaksja dodatnia, która zachodzi przy niskim zagęszczeniu komórek lub pod wpływem aktywacji receptora CCR7 (receptora chemokin z podrodziny C-C typu 7.). Chemotaksja prowadzi do migracji z prądem, gdyż stężenie ligandów jest wyższe po stronie komórki przy głównym nurcie. Drugi mechanizm działa przy dużym zagęszczeniu komórek, np. wokół rosnącego guza, albo wtedy, gdy receptor CCR7 jest zablokowany. Włącza się on, kiedy płyn przepływający obok komórki aktywuje receptory integrynowe. Wskutek tego rozpoczyna się migracja pod prąd. Firmy farmaceutyczne mogą wykorzystać te informacje, by skupić się na stworzeniu leków blokujących receptory CCR7, co zapobiegłoby migracji w stronę układu krwionośnego i prowadziłoby do uwięzienia guza.

zNaukowcy z University of Illinois zidentyfikowali populację komórek macierzystych, która już niedługo może odegrać kluczową rolę w leczeniu ostrego uszkodzenia płuc (ang. acute lung injury - ALI) wywołanego np. poważnymi infekcjami czy urazami. O odkryciu informuje czasopismo Stem Cells. Mechanizm ALI wiąże się z naruszeniem ciągłości ścian naczyń krwionośnych w płucach. Efektem tych zmian jest wyciekanie wody oraz białek z naczyń krwionośnych do płuc, przez co zmniejsza się powierzchnia efektywnej wymiany gazowej. Sytuację komplikuje dodatkowo powolna regeneracja ścian naczyń, utrudniająca odzyskanie przez organizm stanu równowagi. Niestety, pomimo wielu lat badań, wciąż nie istnieje skuteczne leczenie przyczynowe ostrego uszkodzenia płuc. Sytuacja ta może się jednak zmienić dzięki terapii przetestowanej na zwierzętach przez badaczy z University of Illinois. Nowa metoda opiera się o wykorzystanie komórek macierzystych pozyskanych ze szpiku kostnego. Amerykańscy naukowcy są pierwszymi, którym udało się zidentyfikować, wyizolować i wyhodować w znacznej liczbie komórki nadające się do odtworzenia uszkodzeń nabłonka naczyń krwionośnych płuc. Jak się okazało, warunkiem niezbędnym do skutecznego wypełniania ubytków były wytwarzanie przez nie cząsteczek Flk-1 lub CD34 oraz odpowiednich molekuł z rodziny integryn, nadających im zdolność do przylegania do otaczających je elementów tkanki. Terapię z wykorzystaniem komórek macierzystych przetestowano na myszach, które uprzednio zakażono bakteriami w celu wywołania uszkodzenia płuc. Jak się okazało, wszczepienie odpowiednich komórek pobranych ze szpiku i namnożonych wcześniej w hodowli zwiększyło przeżywalność ALI aż o 50% w stosunku do grupy kontrolnej i skutecznie blokowało wyciekanie wody i białek z naczyń krwionośnych do wnętrza płuc. Aktualnie trwają przymiarki do zastosowania podobnej terapii u ludzi. Możliwość leczenia ALI jest pilnie poszukiwana ze względu na ogromną liczbę zgonów wywołanych przez tę chorobę, wynoszącą w samych Stanach Zjednoczonych niemal 75000 przypadków rocznie.