Znajdź zawartość

Przed 50 laty na Polytechnic Institute of New York University testowano nowo utworzony materiał - teflon. Teraz naukowcy z tej uczelni, korzystając ze zdobytej wówczas wiedzy, stworzyli proteiny, które są wyjątkowo odporne na wysoką temperaturę. Do pierwszych prac nad teflonem użyto fluorowanych polimerów. W najnowszym numerze pisma ChemBioChem Jin Montclare i Peter Baker donoszą o stworzeniu fluorowanych protein, które mogą w przyszłości znaleźć zastosowanie zarówno w produkcji środków czystości jak i lekarstw. Jednym z głównych problemów, z którymi zmagają się badacze protein - niezależnie czy są one utworzone w laboratorium czy powstają naturalnie w organizmach żywych - jest fakt, iż funkcjonują one w określonych warunkach i rozpadają się w innych. Stabilna proteina, która byłaby aktywna w bardzo różnych warunkach to potencjalnie niezwykle istotny materiał dla naukowców czy twórców produktów - mówi Montclare. Dzięki inżynierii genetycznej uczeni zmusili bakterie do produkcji fluorowanych aminokwasów. W naturze fluorowane aminokwasy nie powstają, ale nasz eksperyment dowodzi, że można je stworzyć - dodaje Montclare. W efekcie powstały fluorowane białka, które bez żadnej szkody dla siebie wytrzymują temperaturę do 60 stopni Celsjusza, zachowując przy tym swoją aktywność i funkcje. Naukowcy chcą sprawdzić, które białka można wzbogacić fluorem i zwiększyć ich wytrzymałość. Szczególną nadzieję wiążą z proteinami używanymi do produkcji leków antynowotworowych. Niewykluczone też, że takie odporne białka posłużą jako ochrona przed neurotoksynami, w tym bronią chemiczną. Stworzenie białek odpornych na wysokie temperatury pozwoliłoby np. na łatwiejsze przechowywanie wielu leków.

W jaki sposób uchronić przeszczepione komórki prekursorowe trzustki przed zniszczeniem przez układ odpornościowy? Można je umieścić w kapsułach z teflonu (politetrafluoroetylenu, PTFE), który lepiej znamy jako polimer wykorzystywany w pokryciach np. patelni. Wygląda na to, że jest to nowy, ale skuteczny sposób leczenia cukrzycy typu 1. Na ten oryginalny pomysł wpadli badacze z Burnham Institute for Medical Research oraz Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego. Podczas eksperymentów wykazano, że poddane enkapsulacji komórki prekursorowe dojrzewały, przekształcając się w funkcjonujące komórki beta wysp trzustki. Zespół udowodnił również, że w porównaniu do zabiegu polegającego na wszczepieniu dojrzałych komórek beta, posłużenie się komórkami prekursorowymi zwiększało szanse na powodzenie zabiegu. Rezultaty przewyższyły nasze oczekiwania. Myśleliśmy, że chociaż limfocyty T nie mogą przeniknąć przez powłokę z teflonu, będą się wokół niej gromadzić. Tymczasem nie odkryliśmy żadnych śladów reakcji immunologicznej, co sugeruje, że komórki prekursorowe w osłonce są niewidoczne dla układu odpornościowego – opowiada dr Pamela Itkin-Ansari. Podczas testów akademicy przeszczepili myszom zabezpieczone PTFE komórki wyspy innych gryzoni. W drugim wariancie myszom z niedoborem odporności implantowano pokryte teflonem a) dojrzałe komórki beta lub b) komórki prekursorowe. W ten sposób naukowcy chcieli zbadać żywotność i działanie jednych i drugich. Okazało się, że wykorzystanie nie w pełni zróżnicowanych komórek unipotentnych gwarantowało uzyskanie całkowicie sprawnych komórek beta. Odkrycie zespołu pozwala wyeliminować konieczność zażywania po przeszczepie leków immunosupresyjnych, a to ulga dla wielu chorych.

Marek Urban i jego zespół z University of Southern Mississippi opracowali metodę modyfikacji rozciągliwego politetrafluoroetylenu (PTFE), czyli teflonu, w taki sposób, by przylegała do niego penicylina. Zadanie nie było łatwe, ponieważ antybiotyk miał pozostać aktywny chemicznie i biologicznie. Wspomniany polimer jest używany podczas wielu procedur medycznych, poczynając od przeszczepu żył, a na chirurgii plastycznej i rekonstrukcyjnej kończąc. PTFE występuje w przyrządach oraz implantach. W eksperymentach laboratoryjnych zademonstrowano, że pokryte penicyliną powierzchnie wykazywały wysoce skuteczną aktywność antybakteryjną przeciwko gronkowcowi złocistemu (Staphylococcus aureus), który odpowiada za wiele przypadków zakażeń (Biomacromolecules).