Znajdź zawartość

Naukowcy z amerykańskiego MRC National Institute for Medical Research wyhodowali szczep zmodyfikowanych genetycznie myszy, których stan zdrowia przypomina pod wieloma względami zachowanie organizmu człowieka zakażonego HIV. Osiągnięcie to można uznać za przełomowe, gdyż znacząco ułatwi ono prowadzenie badań nad tym patogenem. Badania nad AIDS były dotychczas bardzo utrudnione. Jedynym dostępnym zwierzęcym modelem tej choroby były małpy zakażone SIV - wirusem spokrewnionym z HIV. Ponieważ jednak hodowla tych zwierząt jest kosztowna i wymagająca, tylko nieliczne laboratoria mogły sobie pozwolić na prowadzenie eksperymentów in vivo. Teraz, dzięki stworzeniu szczepu pospolitych gryzoni wykazujących liczne objawy AIDS, sytuacja może ulec znaczącej poprawie. Swoje unikalne właściwości nowy szczep myszy zawdzięcza zdolności do wytwarzania toksyny błoniczej typu A. Aby skutecznie symulować rozwój AIDS, możliwość syntezy toksycznej proteiny mają tylko tzw. limfocyty CD4+ - komórki układu odpornościowego stanowiące główny cel ataku HIV i SIV. Dodatkową zaletą opracowanego modelu jest możliwość precyzyjnej regulacji momentu aktywacji genu kodującego toksynę. W ciągu dwóch dni po aktywacji tej sekwencji ginie większość limfocytów CD4+, które zostały uprzednio aktywowane przez inne elementy układu odpornościowego. Dochodzi w ten sposób do tymczasowego, uogólnionego pobudzenia układu immunologicznego, będącego jednym z ważnych objawów tego etapu infekcji. Niestety, nowy szczep ma także swoje wady. Prawdopodobnie największą z nich jest ograniczenie wymierania limfocytów CD4+ do komórek aktywowanych. W przypadku infekcji HIV lub SIV dochodzi tymczasem do postępującego wyniszczenia wszystkich populacji limfocytów CD4+, a więc także tzw. komórek pamięci (limfocytów, które weszły wcześniej w kontakt z ciałem obcym, lecz w danej chwili nie są aktywne) oraz komórek dziewiczych (czyli takich, które nie zetknęły się jeszcze z wykrywanym przez siebie ciałem obcym). Pomimo pewnych niedociągnięć, model opracowany przez badaczy z instytutu MRC można uznać za przełomowy. Jak ocenia jeden z autorów studium, George Kassiotis, choć myszy te nie odtwarzają w pełni wszystkich aspektów ludzkiego upośledzenia odporności związanego z HIV, wykazują one dwa kluczowe zaburzenia odporności: ubytek komórek CD4+ oraz uogólnioną aktywację immunologiczną.

Badacze z Uniwersytetu Rochester zaprojektowali "genetyczną bombę", która umożliwia masową produkcję toksyn w komórkach nowotworowych. Co ważne, zdrowa tkanka pozostaje praktycznie nietknięta. Nowatorskie rozwiązanie wykorzystuje właściwości genu Rad51, którego podwyższona aktywność (ekspresja) w dzielących się szybko komórkach nowotworowych jest znana już od kilku lat. Naukowcy, prowadzeni przez dr Verę Gorbunovą, zmodyfikowali tę sekwencję, usuwając z niej fragmenty odpowiedzialne za ograniczane jej aktywności. Uzyskany w ten sposób gen wciąż był uruchamiany w intensywnie dzielących się komórkach nowotworowych, lecz, pozbawiony "hamulca", podlegały w nich znacznie silniejszej ekspresji. Komórki zdrowe niemal w ogóle nie korzystają z Rad51, ponieważ intensywność podziałów komórkowych w zdrowej tkance jest wielokrotnie niższa. Aktywność Rad51 w typowym nowotworze jest około pięciokrotnie wyższa, niż w zdrowej tkance, lecz dzięki usunięciu sekwencji ograniczającej ekspresję tego genu udało się uzyskać różnice aktywności rzędu kilku, a nawet kilkunastu tysięcy razy. Jak wykorzystać unikalną cechę zmodyfikowanego genu? Badacze z Rochester uznali, że najlepiej będzie połączyć ze sobą odpowiedni fragment Rad51 oraz sekwencję kodującą bakteryjną toksynę błoniczą, produkowaną przez bakterie z gatunku Corynebacterium diphteriae. Uzyskano w ten sposób gen, którego produktem była silna trucizna, lecz aktywował się on wyłącznie w komórkach nowotworowych, prowadząc do ich zniszczenia. Wstępne testy wykazały, że pomysł doskonale sprawdza się w praktyce. W warunkach laboratoryjnych udało się skutecznie zlikwidować komórki kilku nowotworów, m.in. włókniakomięsaka oraz raka piersi i raka szyjki macicy. Testy przeprowadzone równolegle na zdrowych komórkach nie wywołały w nich większych szkód. Obecnie badacze z Rochester pracują nad stworzeniem wirusa, który pozwoli na dostarczenie terapeutycznego genu do możliwie wielu komórek w żywym organizmie. Jeżeli się to uda i wydajność procesu będzie dostatecznie wysoka, być może pewnego dnia leczenie nowotworu będzie się ograniczało do prostych wstrzyknięć "genetycznej bomby". Zanim jednak stanie się to możliwe, konieczne będą wieloletnie badania.