Znajdź zawartość

Wielokrotne główkowanie i przypadkowe uderzenia w głowę u zawodowych piłkarzy prowadzą do pojawienia się we krwi zmian powiązanych ze specyficznymi szlakami sygnałowym w mózgu. Naukowcy z Centrum Badań Urazów Sportowych w Norweskiej Szkoły Nauk Sporcie zauważyli we krwi piłkarzy specyficzne zmiany w miRNA powiązane z główkowaniem i uderzeniami w głowę. Odkrycie może być przydatne przy diagnozowaniu urazów mózgu. O ile nam wiadomo, jest to pierwsze na świecie badanie skutków różnych uderzeń w głowę związanych z grą w piłkę nożną na mRNA krążące we krwi. Zidentyfikowaliśmy miRNA specyficzne dla uderzeń w głowę i powtarzalnego główkowania. Być może uda się je wykorzystać jako biomarker uszkodzeń mózgu, czytamy na łamach Brain Injury. Doktor Stian Bahr Sandmo, który stał na czele zespołu naukowego, mówi, że to początkowe badania rozpoznawcze, prowadzone na stosunkowo niewielkiej grupie osób. Jednak ich kontynuacja pozwoli nam lepiej zrozumieć potencjalne ryzyka związane z powtarzalnymi uderzeniami w głowę. Na całym świecie miliony osób grają w piłkę nożną, więc może to mieć wpływ na zdrowie publiczne. Wpływ na mózg takich wydarzeń jak wielokrotne odbijanie piłki głową w czasie piłkarskiej kariery trudno jest oceniać. Brak jest obiektywnych kryteriów diagnostycznych i biomarkerów. Już wcześniej wykazano, że pewne biomarkery z krwi mogą być przydatne przy diagnozowaniu łagodnych traumatycznych uszkodzeń mózgu, jednak wykorzystanie tych biomarkerów jest trudne, gdyż są one mało specyficzne, sporo zależy od tego, kiedy zostaną wykonane badania i czy przedostaną się przez barierę krew-mózg. Jednak od pewnego czasu zaczęły pojawiać się sugestie, że wiele różnych miRNA we krwi może ulegać zmianie pod wpływem łagodnych uszkodzeń mózgu. miRNA to krótkie niekodujące molekuły RNA, które regulują ekspresję genów i są zaangażowane w wiele fizjologicznych i patologicznych procesów w naszym organizmie. Specjaliści zwracali uwagę, że miRNA wydają się idealnymi kandydatami do prawidłowej oceny uszkodzeń mózgu. Powszechnie występują we krwi, łatwo przekraczają granicę krew-mózg, może ich być mniej lub więcej w zależności od procesów toczących się w komórkach i są dość stabilne przechowywanej krwi. Autorzy najnowszych badań chcieli przede wszystkim wiedzieć, czy ten typ uderzeń w głowę – zarówno celowego odbijania nią piłki, jak i przypadkowych zderzeń – może w ogóle prowadzić do zmian w miRNA. Do badań zaangażowali 89 zawodowych piłkarzy grających w norweskiej pierwszej lidze (Eliteserien). Próbki krwi pobierano od zawodników po godzinie i po 12 godzinach w trzech różnych sytuacjach. Po pierwsze wówczas, gdy doszło do przypadkowego uderzenia zawodnika w głowę, twarz lub szyję, po którym sędzia przerwał mecz, a zawodnik leżał na ziemi przez ponad 15 sekund. W drugim scenariuszu próbki pobierano po wielokrotnym główkowaniu podczas treningu. W czasie meczu piłkarze odbijają piłkę głową średnio 3-4 razy na godzinę. Zaprojektowaliśmy więc trening, który temu odpowiadał. W trzecim zaś scenariuszu krew badano po intensywnych ćwiczeniach, podczas których piłka nie była odbijana głową, ani nie doszło do przypadkowych uderzeń w głowę. W wyniku analizy naukowcy zidentyfikowali zmiany w 8 miRNA do których doszło po przypadkowych uderzeniach w głowę. Geny, za których regulację były odpowiedzialne te miRNA, były powiązane z 12 szlakami sygnałowymi, w tym z Wnt i Hedgehog. Szlaki te odpowiadają za zmniejszenie uszkodzeń i śmierci komórek po traumatycznych uszkodzeniach mózgu. Szlak Wnt odpowiada za regenerację neuronów po uszkodzeniu mózgu, a Hedgehog blokuje śmierć komórek, stwierdzili naukowcy. Co interesujące, zmiany w miRNA były specyficzne dla każdego z badanych scenariuszy. W scenariuszu z główkowaniem piłki zaszły zmiany w poziomie sześciu miRNA, powiązanych głownie ze szlakiem TGF-β. Odbijanie piłki głową prowadziło do rozregulowania sześciu miRNA. Ich poziom był znacznie podwyższony jeszcze 12 godzin później. Z wcześniejszych badań wiemy, że podwyższony poziom TGF-β pojawia się po traumatycznym uszkodzeniu mózgu w płynie mózgowo-rdzeniowym. Może on odgrywać rolę w zwalczaniu stanu zapalnego oraz chronić szklaki sygnałowe. Z kolei ćwiczenia o wysokiej intensywności doprowadziło do deregulacji miRNA powiązanego z 31 szlakami sygnałowymi. Najbardziej intrygujący jest fakt, że skutki przypadkowych uderzeń w głowę oraz skutki główkowania piłki nie pokrywały się ze sobą. To może wskazywać, że różne typy uderzeń w głowę mają różny wpływ na mózg. Teoretycznie może to prowadzić do różnej kombinacji uszkodzeń tkanki mózgowej i/lub różnego rodzaju reakcji organizmu, stwierdzają naukowcy. Nie dziwi nas fakt, że przypadkowe uderzenia w głowę i intensywne ćwiczenia wykazały największą liczbę zmian w miRNA, gdyż przypadkowe uderzenia w głowę mają miejsce podczas meczu, który jest właśnie takim intensywnym ćwiczeniem, dodają. Naukowcy podkreślają, że na podstawie swoich badań nie są w stanie stwierdzić, z jakimi zmianami w strukturze, funkcjonowaniu i metabolizmie mózgu mogą wiązać się przypadkowe uderzenia i główkowanie piłki. Związek pomiędzy TGF-β, biomarkerami w krwi i skutkami klinicznymi może być przedmiotem przyszłych badań, dodają. « powrót do artykułu

Otyłe samce myszy mają potomstwo z zaburzeniami metabolicznymi, ponieważ wysokotłuszczowa dieta wywołuje zmiany epigenetyczne w plemnikach. Wcześniej sądzono, że tego typu zjawiska nie mają wpływu na młode, bo przed i po zapłodnieniu dochodzi do "przepakowania" zawartości jądra komórkowego. Maria Ohlsson Teague i Michelle Lane z Uniwersytetu w Adelajdzie w Australii wykazały, że myszy, którym podawano niezdrową karmę, miały potomstwo podatne na insulinooporność. Oznacza to, że w pewnych regionach plemników zmiany epigenetyczne najwyraźniej się utrzymują. W ramach pogłębionych badań zidentyfikowano 21 miRNA (jednoniciowych cząsteczek RNA regulujących włączanie i wyłączanie genów), których ekspresja była inna w plemnikach gryzoni jedzących wysokotłuszczową i zdrową karmę. Panie posłużyły się bazą danych znanych miRNA i dzięki temu opisały możliwy wpływ zaobserwowanych zmian. Na samym początku uplasowały się rozwój embrionu i plemników oraz zaburzenia metaboliczne. Teague uważa, że duża ilość tłuszczu wokół jąder zmienia warunki i sprzyja zmianom epigenetycznym.

Specjalny komputerowy algorytm pomógł w odkryciu triku, który stosuje jeden z wirusów w celu zamaskowania własnej obecności w organizmie. Opracowana przez izraelską doktorantkę Naamę Elefant metoda ma szansę stać się ważnym narzędziem, którego zastosowanie ułatwi zrozumienie interakcji pomiędzy wirusem i jego ofiarą. Obiektem badań pani Elefant, absolwentki studiów medycznych z niewątpliwym talentem informatycznym, były geny kodujące tzw. mikroRNA (miRNA). Są to krótkie nici kwasu rybonukleinowego (RNA), które mają zdolność do tzw. interferencji, czyli zakłócania produkcji białek przez komórkę. W naturalnych warunkach produkcja miRNA jest dla komórek niezbędna i pomaga im w rozwoju oraz utrzymaniu równowagi fizjologicznej, lecz manipulowanie tym procesem przez wirusa może zaburzyć naturalne procesy komórkowe i "zmusić" organizm do działania na korzyść intruza. W ramach eksperymentu izraelska badaczka analizowała sekwencję genomu ludzkiego wirusa cytomegalii (HCMV, od ang. Human Cytomegalovirus) i porównywała ją z sekwencją ludzkich genów przy uwzględnieniu wielu innych parametrów, takich jak np. konfiguracja przestrzenna powstających cząsteczek RNA. Aby umożliwić wykonanie tak złożonej analizy, pani Elefant stworzyła samodzielnie program komputerowy specjalny program, który nazwała RepTar, a następnie - w oparciu o dostępne dane na temat genów HCMV oraz ludzkich - poleciła mu poszukiwanie wspólnych sekwencji w genach obu gatunków. Analiza z użyciem RepTar wykazała, że wirus cytomegalii produkuje miRNA zdolne do znacznego obniżenia aktywności genów kodujących cząsteczki tzw. pierwszej klasy głównego układu zgodności tkankowej (MHC - od ang. Main Histocompatibility Complex). Są to struktury białkowe, których zadaniem jest prezentowanie na powierzchni komórki fragmentów protein znajdujących się w jej wnętrzu. Zahamowanie aktywności syntezy MHC oznacza, że komórka nie jest w stanie "poinformować" układu odpornościowego o obecności w jej wnętrzu białek wirusowych, przez co niemożliwa jest skuteczna reakcja na infekcję. Aby uwiarygodnić wyniki, przeprowadzono dodatkowe doświadczenie, tym razem ną żywych komórkach zainfekowanych wirusem. Wyniki eksperymentu potwierdziły przewidywania wszechstronnie utalentowanej lekarki - zaatakowane komórki rzeczywiście wykazywały znacznie obniżoną produkcję cząsteczek układu zgodności tkankowej. Pani Elefant jest pierwszym naukowcem, któremu udało się udowodnić fakt syntezy miRNA przez wirusy. Odkrycie to jest niezwykle ważne, gdyż może mieć znaczący wpływ na prace nad terapiami zwalczającymi nieuleczalne dziś choroby. Gdyby, na przykład, udało się utrzymać prawidłowy poziom produkcji MHC przez zaatakowane komórki, organizm miałby znacznie większe szanse na samodzielne zwalczenie infekcji. Oczywiście, istnieje wysokie prawdopodobieństwo, że analogiczne procesy zachodzą także w przypadku innych zakażeń (niekoniecznie wirusowych), lecz wymaga to dalszych badań. Wysiłki młodej lekarki zostały docenione przez rodaków, którzy przyznali jej Nagrodę Barenholza - wyróżnienie dla wybitnych naukowców narodowości izraelskiej. Wyniki jej badań opublikowano w prestiżowym czasopiśmie Science.

Komputerowe modele obliczeniowe wykazały, że obydwie nici DNA, a nie jedna - jak dotychczas sądzono - są zdolne do bezpośredniego kodowania informacji, która jest następnie przepisywana na RNA. Odkrycie to jest o tyle ciekawe, że do tej pory sądzono, że tylko jedna z nici służy do kodowania RNA, a druga służy wyłącznie jako jej komplementarna kopia, tzn. jej "lustrzane odbicie". Dla każdej zasady bowiem jest przypisana na drugiej nici inna, ściśle określona, dzięki czemu znając sekwencję tylko jednej nici można odtworzyć drugą. Liczne typy RNA przechodzą proces translacji (tj. "przepisania" na sekwencję aminokwasów w białku) z wytworzeniem białka, podczas gdy inne RNA pełnią swoje funkcje w komórce w sposób bezpośredni. Pewne geny, kodujące tzw. miRNA (microRNA), istniejące w ludzkich komórkach w liczbie kilkuset, pełnią istotną funkcję regulacyjną w czasie rozwoju płodowego. Co ciekawe jednak, nowo odkryte geny, w przeciwieństwie do znanych dotychczas, były "zapisane" na tzw. nici matrycowej DNA, a nie na nici kodującej, jak dotychczas sądzono. Odkryto osiem takich par genów u myszy i kolejne dwie u drożdży. Cząsteczki miRNA składają się w struktury przypominające spinkę do włosów (tzn. ich końce są ze sobą spięte, a ich środkowa cześć tworzy pętlę), w której nici łączą się ze sobą na pewnym odcinku w parę podobnie jak w DNA tworząc podwójną nić. Tworzenie tej nici, podobnie jak w DNA, jest oparte o zasadę komplementarności (tzn. określone zasady zawsze łączą się tylko z inną, określoną zasadą). Dopiero po zajściu tego procesu miRNA przyjmuje swoją funkcję. Odkrycie Kellisa i Starka ma szansę stać się kamieniem milowym w zrozumieniu genomu i regulacji rozwoju osobniczego. Razem z wcześniejszym odkryciem miRNA otwiera ono nową drogę poszukiwania mechanizmów, które sterują ekspresją genów i rozwojem od pojedynczej komórki do dojrzałego, w pełni rozwiniętego organizmu.

Naukowcy z 3 jednostek badawczych z Wielkiej Brytanii i Francji (Imperial College London, INSERM U145 oraz EMI 0363) odkryli cząsteczkę, która w przyszłości stanie się celem leków przeciwcukrzycowych. Okazało się bowiem, że jeden z kwasów mikroRNA (miRNA), a konkretnie miR124, hamuje wytwarzanie insuliny przez trzustkę. Robi to, kontrolując ekspresję kilku genów komórek beta wysepek Langerhansa. Badacze uważają, że jeśli farmaceutyki zablokują działanie miR124 i innych pokrewnych miRNA, organizm cukrzyka zacznie produkować więcej insuliny, a stan zdrowia pacjenta poprawi się. MikroRNA to jednoniciowe cząsteczki RNA o długości ok. 21-23 nukleotydów. Należą do grupy tzw. ncRNA (ang. non-coding RNA), czyli niekodujących kwasów rybonukleinowych. Regulują za to różne procesy komórkowe. Blokują ekspresję wybranych genów na etapie syntezy białka. Kod białka z DNA najpierw "przepisuje się" na mRNA. To na jego matrycy budowane jest potem dane białko. Kiedy miRNA przyłączy się wtedy do mRNA, cały proces ulega zahamowaniu. Syntetyczne cząsteczki zwane antagomirami potrafią inaktywować mikroRNA. Badacze mają nadzieję, że kiedyś uda się je skierować przeciwko konkretnym miRNA, w tym miR124. Akademicy chcą też sprawdzić, czy istnieją różne warianty genu kodującego miR124 i czy któreś z nich predysponują do zachorowania na cukrzycę. Antagomiry są oligonukleotydami komplementarnymi do dojrzałych mikroRNA. "Wyłapują" miRNA przed ich przyłączeniem się do mRNA, dlatego nie mogą one regulować syntezy białek.