Znajdź zawartość

Turbulencje to kluczowy czynnik fizyczny, który sprzyja produkcji funkcjonalnych płytek krwi z ludzkich indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (ang. human induced pluripotent stem cells, hiPSCs) na dużą skalę. Naukowcy odkryli, że gdy uzyskane z hiPSCs megakariocyty wystawiło się w bioreaktorze na oddziaływanie turbulentnej energii, stymulowało je to wyprodukowania 100 mld płytek krwi. Gdy płytki te przetoczono 2 modelom zwierzęcym, sprzyjały one krzepnięciu i zapobiegały krwawieniu tak samo skutecznie, jak płytki od ludzkich dawców. Autorzy publikacji z pisma Cell podkreślają, że do problemu niezaspokajania zapotrzebowania na krew/produkty krwiopochodne przyczynia się krótki czas przydatności do wykorzystania niektórych jej komponentów; w USA za czas przydatności płytek uznaje się okres jedynie 5 dni. Szukając sposobów na rozwiązanie tego problemu, specjaliści zwrócili się właśnie do hiPSCs. W przypadku tej techniki epigenetycznie przeprogramowuje się komórki krwi bądź skóry. Uzyskane komórki macierzyste o cechach komórek embrionalnych są następnie przekształcane w wyspecjalizowane komórki. Niestety, dotąd próby pozyskiwania płytek (trombocytów) z megakariocytów wyprodukowanych na drodze hiPSCs nie pozwalały na osiągnięcie skali nadającej się do zastosowań klinicznych. W pewnym momencie Koji Eto z Uniwersytetu w Kioto i jego współpracownicy zauważyli jednak, że gdy megakariocyty wyprodukowane dzięki hiPSCs są wytrząsane w zlewce, a nie "leżą" spokojnie w szalce Petriego, wytwarzają więcej płytek. To zasugerowało, że produkcji trombocytów sprzyja stres wywołany poziomym wytrząsaniem w ciekłym układzie. Po przełomowym odkryciu Japończycy prowadzili badania w bioreaktorze i nowym systemie mikroprzepływowym. Niestety, urządzenia te dawały mniej niż 20 płytek na megakariocyt. By zidentyfikować idealne warunki do powstawania płytek, akademicy przeprowadzili badania obrazowe mysiego szpiku kostnego. Eksperymenty pokazały, że megakariocyty uwalniają płytki tylko podczas ekspozycji na turbulentny przepływ krwi. Okazało się, że testowane wcześniej bioreaktor i system mikroprzepływowy nie zapewniały wystarczającej energii turbulencji. Odkrycie kluczowej roli turbulencji w wytwarzaniu płytek wiele wnosi do wcześniejszych badań. Pokazuje bowiem, że bardzo istotne w tym procesie są naprężenia ścinające związane z przepływem krwi. Kluczowe dla naszego odkrycia było [więc] połączenie technologii iPS ze zrozumieniem dynamiki płynów. Przetestowawszy szereg urządzeń, Eto i inni stwierdzili, że produkcja dobrej jakości płytek na masową skalę jest możliwa dzięki bioreaktorowi VerMES. System ten składa się z 2 ustawionych w poziomie owalnych mieszadeł, które generują stosunkowo duże turbulencje, przemieszczając się w górę i w dół cylindra. Przy optymalnym poziomie energii turbulencji i naprężeń ścinających megakariocyty uzyskane dzięki hiPSCs generowały 100 mld płytek. Gdy pozyskane w ten sposób płytki przetoczono 2 modelom zwierzęcym małopłytkowości (królikom i myszom), sprawowały się one podobnie jak trombocyty pozyskane od ludzkich dawców. Obecnie Eto pracuje nad ulepszeniem podejścia (chodzi m.in. o zautomatyzowany protokół i obniżenie kosztów produkcji). Japończycy chcą też uzyskiwać pozbawione antygenów HLA płytki uniwersalne. Spodziewamy się, że testy kliniczne zaczną się w ciągu roku-2 lat. « powrót do artykułu

Specjaliści z Brigham and Women's Hospital (BWH) zademonstrowali, że działanie płytek krwi jest koordynowane przez wewnętrzny zegar biologiczny. To on prowadzi do szczytu aktywacji trombocytów, który odpowiada porannemu szczytowi zdarzeń sercowo-naczyniowych, np. zawałów serca i udarów. Choroby sercowo-naczyniowe są nadal najważniejszą przyczyną zgonów w krajach rozwiniętych. Wiemy, że większość zdarzeń sercowo-naczyniowych nie występuje losowo, ale zdarza się częściej rano. Zrozumienie przyczyn leżących u podłoża porannego szczytu pozwoli skupić się na konkretnym mechanizmie i zmniejszyć ryzyko – podkreśla dr Frank Scheer. Amerykanie wyjaśniają, że wysoki poziom aktywacji płytek może prowadzić do poważnych zdarzeń sercowo-naczyniowych przez wpływ na krzepliwość krwi. Potrzeba kolejnych badań, aby ustalić, czy wzorzec okołodobowy, którego istnienie zademonstrowano u zdrowych osób, jest przesunięty w czasie lub ma inną amplitudę u pacjentów z chorobami sercowo-naczyniowymi. Podczas eksperymentu zastosowano protokół wymuszonej desynchronizacji. Młodych i zdrowych ludzi umieszczono w kontrolowanym środowisku z 20-godzinną dobą. Mieli w nim przeżyć 12 cykli mroku-światła. Naukowcy podkreślają, że wykorzystany protokół pozwolił oddzielić wpływ systemu okołodobowego od wpływu cyklu snu i czuwania oraz innych zmian środowiskowych/behawioralnych. Działanie trombocytów badano za pomocą cytometrii przepływowej, oceniano też stopień agregacji płytek. Zespół Scheera podejrzewa, że u podłoża porannego szczytu zdarzeń sercowo-naczyniowych leży więcej czynników. Stąd pomysł, by w niedalekiej przyszłości zbadać mechanizmy kontrolne zaangażowane w okołodobowy rytm działania trombocytów, rolę zegara biologicznego w innych czynnikach ryzyka sercowo-naczyniowego oraz zmiany kontroli okołodobowej w zakresie tych czynników w tzw. populacjach wrażliwych.

Ludzie z insulinoopornością i cukrzycą typu 2. są bardziej narażeni na tworzenie się w mózgu złogów z beta-amyloidu. To one wywołują uszkodzenia tkanki mózgu charakterystyczne dla choroby Alzheimera (występują pozakomórkowo w neuropilu i w ścianach naczyń). Cukrzyca typu 2. i choroba Alzheimera są dwiema narastającymi alarmująco epidemiami ogólnoświatowymi. Biorąc pod uwagę rosnący wskaźnik otyłości oraz fakt, że otyłość ma związek z nasileniem częstości występowania cukrzycy typu 2., wyniki są bardzo interesujące – przekonuje dr Kensuke Sasaki z Kyushu University w Fukuoce. W studium wzięło udział 135 osób z Hisayamy. Średnia wieku wynosiła 67 lat. Ochotników poddano kilku badaniom poziomu cukru we krwi. Przez kolejne 10-15 lat monitorowano ich też pod kątem ewentualnych symptomów alzheimeryzmu. W tym czasie zdiagnozowano go u ok. 16% seniorów. Po śmierci badanych podczas autopsji w mózgu poszukiwano blaszek starczych, zwanych inaczej płytkami, oraz kłębków neurofibrylarnych. Te ostatnie występują głównie wewnątrzkomórkowo i przybierają postać parzystych, spiralnie skręconych włókienek. Są one zbudowane przede wszystkim z białka tau. Choć za życia objawy alzheimera stwierdzono tylko u 16% wolontariuszy, blaszki występowały u 65%. Japońscy akademicy ustalili, że ludzie, u których 3 testy na stężenie glukozy wypadły nieprawidłowo, znajdowali się w grupie podwyższonego ryzyka wystąpienia blaszek. Płytki wykryto u 72% pacjentów z insulinoopornością i 62% osób bez tego typu symptomów. Potrzeba dalszych badań, by określić, czy insulinooporność jest przyczyną powstawania złogów. Niewykluczone, że kontrolowanie lub zapobieganie cukrzycy pozwoliłoby również zapobiec chorobie Alzheimera. Warto przypomnieć, że już w 2007 r. neurolog Bill Klein z Northwestern University postulował, iż alzheimeryzm jest cukrzycą typu 3. Wg niego, podczas gdy pacjenci z cukrzycą typu 2. zmagają się z insulinoopornością ciała, chorzy na Alzheimera cierpią na insulinooporność mózgu.

Trzynastoletnia Twinkle Dwivedi z Uttar Pradesh w Indiach cierpi na schorzenie, z którym lekarze nie potrafią sobie, przynajmniej na razie, poradzić. Krwawi z oczu, nosa, linii włosów, szyi czy podeszw stóp, mimo że nie ma na nich śladu rany czy nawet zadrapania. Z powodu utraty krwi musiała już przejść kilka transfuzji. Jej poranki nie należą do przyjemności, ponieważ zdarza jej się budzić w zakrwawionej pościeli. Niektórzy krajanie dziewczynki sądzą, że jest opętana. Na razie nie pomogła jej ani współczesna medycyna, ani egzorcyści reprezentujący różne wyznania, m.in. sufizm (mistyczny nurt islamu) czy prawosławie. Matka Twinkle, Nandani Diwedi, zaznacza, że rodzina nie jest przesądna, ale desperacko poszukuje pomocy. Po raz pierwszy krwawienie pojawiło się w lipcu zeszłego roku. Ponieważ krew wydobywała się z ust, lekarz pierwszego kontaktu postawił oczywistą, wg niego, diagnozę: wrzód. Potem dziwne ataki powtarzały się od 5 do 20 razy dziennie, a posoka wyciekała także ze stóp, co zdecydowanie wykluczyło podejrzenia medyka. Inne dzieci zaczęły się bać lub brzydzić dziewczynki. Wyrzucono ją ze szkoły, a do następnej nie przyjęto, więc od jakiegoś czasu uczy się w domu. Rzadko widzi rówieśników i jest bardzo przygnębiona. Lekarze z All India Institute of Medical Sciences w Delhi uważają, że 13-latka zapadła na rzadką chorobę krzepnięcia, której nie umieją leczyć: chorobę płytek typu 2. Charakteryzuje się ona bardzo małą liczbą płytek we krwi (jest więc rodzajem trombocytopenii). Krew nastolatki ma barwę bladego czerwonego wina. Brytyjski hematolog, dr Drew Provan z Barts Hospital w Londynie, skłania się jednak ku innej jednostce nozologicznej, chorobie von Willebranda typu 2. (łac. morbus von Willebrandi), a z nią można sobie poradzić. Anglik zaleca wizytę u specjalisty ds. aktywności koagulacyjnej czynników krzepnięcia. Uważa też, że przypadłość nastolatki nie jest skutkiem zbyt małej liczby trombocytów, ale niedoboru czynnika von Willebranda (vWF). Odpowiada on za przyleganie płytek do kolagenu w miejscu, gdzie doszło do uszkodzenia ściany naczynia. Podczas wizyt medycy otwarcie przyznawali, że pierwszy raz stykają się z taką przypadłością, niektórzy doszukiwali się prób oszustwa. Rodzina pacjentki jest zbyt biedna, by pozwolić sobie na kosztowne leczenie. Wszyscy obawiają się, że Twinkle starci pewnego dnia za dużo krwi i nie uda się jej odratować. Dziewczyna opowiada, że gdy krwawi z głowy, staje się ona ciężka. Uskarża się też na bolesność oczu, których nie może obmyć bezpośrednio po ustaniu krwawienia.

Jak twierdzą Japończycy, u osób cierpiących na zespół obturacyjnego bezdechu sennego (OBS) zwiększa się ryzyko wystąpienia minimalnych uszkodzeń mózgu. Naukowcy z Showa University School of Medicine w Tokio zbadali 65 wolontariuszy. Posługując się skanami mózgu, wykazali, że pacjenci ze średnio nasiloną i ciężką postacią OBS mają więcej uszkodzonych obszarów niż ludzie z lekką formą choroby. W dodatku u mężczyzn z najpoważniejszymi zaburzeniami snu znacznie wzrastały wskaźniki stanów zapalnych oraz nasilonej aktywności płytek krwi (zachodziło niebezpieczeństwo powstawania skrzepów). Podwyższone markery, mocno powiązane z niedoborem tlenu, wyjaśniają obecność uszkodzonych obszarów mózgu. U osoby z zespołem bezdechu sennego w ciągu nocy występuje przynajmniej 30 trwających ponad 10 sekund bezdechów. Chorobę diagnozuje się także, gdy w ciągu godziny odnotowuje się co najmniej 10 takich bezdechów. Jak do tego dochodzi? Przy bezdechu obturacyjnym mamy do czynienia z zablokowaniem przepływu powietrza na poziomie górnej części układu oddechowego. Nadal poruszają się natomiast klatka piersiowa oraz przepona. Nie dochodzi do zrównoważenia ciśnienia wdychanego powietrza w wyniku napięcia mięśni gardła. Uważa się, że przyczyną OBS są zmiany anatomiczne w obrębie górnych dróg oddechowych. Chorzy chrapią, pocą się, bardzo "rzucają się" w czasie snu, a rano często boli ich głowa. Ponieważ ciągle się budzą, są niewyspani, senni i rozkojarzeni. Wcześniejsze badania wykazały zwiększone ryzyko wystąpienia wysokiego ciśnienia tętniczego oraz udarów. Niedające objawów mikrouszkodzenia mózgu odkryte przez Japończyków można m.in. uznać za stan sprzyjający udarom (American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine). Zespół naukowców wykazał, że zastosowanie aparatu CPAP (ang. continous positive airway pressure) zmniejsza stan zapalny oraz krzepnięcie krwi. Dwudziestu czterech badanych przez 3 miesiące korzystało z CPAP. Wskutek tego odnotowano spadek stężenia białek C-reaktywnych (markera zapalenia układowego) oraz dwóch białek wskazujących na nasilenie aktywności płytek. CPAP to sprężarka wytwarzająca stały strumień powietrza. Za pośrednictwem maski jest on wprowadzany do dróg oddechowych pacjenta pod ciśnieniem od 5 do 20 mm H2O. Istnieją także aparaty auto-CPAP, które na bieżąco dostosowują ciśnienie powietrza do zmian oddechu chorego. Szef akademików, Kenji Minoguchi, uważa, że CPAP to najlepsza metoda zapobiegania udarom u osób z OBS, które można by zaliczyć do grupy ryzyka.