Znajdź zawartość

Bioinżynierowie z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa opracowali płynny materiał – kompozyt cząsteczek naturalnych i syntetycznych – który może pomóc w odtworzeniu uszkodzonej tkanki miękkiej. Wstrzykuje się go pod skórę, a następnie utwardza za pomocą światła. Naukowcy porównują to do zestalania galaretki w formie po spadku temperatury (Science Translational Medicine). Na razie Amerykanie przeprowadzili wstępne badania na szczurach i ludziach. Rezultaty okazały się naprawdę zachęcające, ale wynalazek nie nadaje się jeszcze do rutynowego stosowania w klinikach. Implantowane materiały biologiczne mogą naśladować fakturę tkanki miękkiej, ale są zazwyczaj szybko rozkładane przez organizm. Materiały syntetyczne bywają bardziej stałe, ale układ odpornościowy je odrzuca i przeważnie nie łączą się dobrze z otaczającą naturalną tkanką. Nasz materiał kompozytowy, z biologicznym komponentem zwiększającym kompatybilność z ciałem i syntetycznym odpowiadającym za wytrzymałość, łączy najlepsze cechy obu światów – podkreśla dr Jennifer Elisseeff. Amerykanie połączyli kwas hialuronowy (HA), który nadaje naszej skórze elastyczność, oraz poli(tlenek etylenu), w skrócie PEG. Wybrany przez nich polimer jest już z powodzeniem stosowany jako składnik kleju chirurgicznego. Dzięki temu wiadomo, że nie wywołuje ostrych reakcji układu odpornościowego. Dzięki wykorzystaniu energii światła powstają wiązania między molekułami PEG, a w środku zostaje uwięziony kwas hialuronowy. Co ważne, implant zachowuje swój kształt i nie wycieka. Aby uzyskać jak najlepszy kompozyt PEG-HA, naukowcy wstrzykiwali pod skórę i do mięśni grzbietu szczurów mieszanki różnych stężeń obu substancji. Następnie operowane miejsce oświetlano zieloną diodą LED. Właściwości implantu oceniano po 47 i 110 dniach za pomocą rezonansu magnetycznego, a później usuwano. Bezpośrednie pomiary i MRI wykazały, że implanty utworzone z najwyższego stężenia PEG oraz HA zachowywały pierwotne rozmiary, podczas gdy implanty z samego HA kurczyły się z biegiem czasu. Bezpieczeństwo i trwałość implantów PEG-HA testowano także przez 3 miesiące na 3 ochotnikach, którzy przeszli abdominoplastykę. Pod skórę brzucha wstrzyknięto im ok. 5 kropel PEG-HA lub samego kwasu hialuronowego. Żaden z pacjentów nie był hospitalizowany ani nie zmarł w związku z 8-mm implantem. Wspominali oni jednak o odczuwaniu gorąca i bólu podczas utwardzania. Po 12 tygodniach od zabiegu rezonans nie wykazał zmniejszenia się implantu. Po jego usunięciu i obejrzeniu okolicznych tkanek okazało się, że rozwinął się lekki-umiarkowany stan zapalny, związany z obecnością leukocytów określonego typu. Naukowcy ujawnili, że podobna reakcja zapalna wystąpiła u szczurów, ale u gryzoni i ludzi zaangażowały się w nią inne białe krwinki. Członkowie zespołu Elisseeff uważają, że jest to związane z wykorzystaną tkanką docelową: u ludzi implanty utworzono w obrębie brzucha, a u szczurów w mięśniach grzbietu. Nadal musimy ocenić trwałość i bezpieczeństwo naszego materiału w innych ludzkich tkankach, takich jak mięśnie czy mniej otłuszczone regiony pod skórą twarzy, by zoptymalizować kompozyt wykorzystywany w różnych procedurach. Amerykanie wiążą największe nadzieje z wykorzystaniem PEG-HA do rekonstrukcji twarzy.

O sepsie mówi się w mediach sporo. Ostatnio lekarze zyskali sprzymierzeńca w walce z nią, który – choć wydaje się niepozorny – może nie tylko zapobiec wystąpieniu zespołu objawów zakażenia, ale również cofnąć już istniejące symptomy posocznicy. Jest nim witamina C. W przebiegu sepsy dochodzi do naprzemiennego krzepnięcia krwi i rozpuszczania skrzepów (zespołu rozsianego wykrzepiania wewnątrznaczyniowego). Wskutek tego pojawiają się zatory wewnątrz naczyń, które blokują dopływ krwi do kluczowych narządów, prowadząc do ich niewydolności. Dr Karel Tyml z Uniwersytetu Zachodniego Ontario ujawnia, że ze względu na brak skutecznego leczenia umiera ok. 40% chorych z zaawansowaną posocznicą. Sepsa ma wiele aspektów, przez ostatnie 10 lat my skupiliśmy się jednak na jednym – czopowaniu naczyń włosowatych. Zatkane kapilary uniemożliwiają dostarczanie tlenu i składników odżywczych do tkanki narządów i zahamowują usuwanie produktów przemiany materii. Ostatecznie może dojść do niewydolności i śmierci organu. Laboratorium doktora Tymla jako pierwsze wykryło zjawisko zatykania za pomocą mikroskopii intrawitalnej. Jak wynika z ostatniej publikacji Kanadyjczyka, za czopowanie kapilar w sepsie odpowiadają przede wszystkim stres oksydacyjny i aktywacja kaskady krzepnięcia krwi. Jego ekipa odkryła, że pojedyncza duża dawka witaminy C, wstrzyknięta na wczesnym etapie zakażenia, nie dopuszcza do zamykania światła kapilar. Co więcej, zademonstrowano, że opóźniona iniekcja dużej dozy kwasu askorbinowego przywraca przepływ krwi przez zaczopowane wcześniej naczynia włosowate. Nasze badania na myszach wykazały, że zarówno wczesna, jak i odroczona iniekcja z witaminy C zwiększa znacząco szanse na przeżycie. Korzystne efekty pojedynczego zastrzyku utrzymują się i zapobiegają zatykaniu naczyń kapilarnych przez 24 godziny. Akademikom z Uniwersytetu Zachodniego Ontario bardzo zależy na sprawdzeniu, czy opisane wyniki przekładają się na ludzi. "Witamina C jest tania i bezpieczna. Wcześniejsze studia wykazały, że może być podawana dożylnie bez efektów ubocznych" – podsumowuje Tyml.

Pojedyncza dawka ketaminy – substancji wykorzystywanej w znieczulaniu przedoperacyjnym zwierząt i stosowanej jako narkotyk przez ludzi, zwłaszcza gości klubów nocnych – w ciągu kilku godzin eliminuje objawy depresji, a efekt utrzymuje się nawet przez 10 dni. Naukowcy zauważyli, że ketamina, nazywana też "Special K" lub, ze względu na grupę, w jakiej jest rozpowszechniona, "dziecięcą heroiną", sprawdza się także u osób, którym nie pomogły wypróbowywane przez lata inne metody terapii. Studium przeprowadzone w Connecticut Mental Health Centre zademonstrowało, że metoda ketaminowa jest skuteczna u 70% pacjentów z depresją oporną na leczenie. Niezwykłe jest to, że anestetyk dysocjacyjny działa tak szybko, ponieważ większość przepisywanych obecnie leków przeciwdepresyjnych daje zauważalne efekty po kilku tygodniach, a nawet miesiącach, w dodatku przy systematycznym codziennym zażywaniu. Badacze zauważyli, że po wstrzyknięciu szczurom ketaminy objawy obniżonego nastroju znikają w ciągu kilku godzin od pierwszej iniekcji. Okazało się też, że narkotyk odnawia uszkodzone przez stres synapsy w mózgu. Profesor Ronald Duman z Uniwersytetu Yale, którego artykuł ukazał się właśnie w piśmie Science, stwierdził, że ketamina działa na układ nerwowy inaczej od tradycyjnych medykamentów i bazuje na synaptogenezie, czyli szybkim tworzeniu nowych połączeń między neuronami. Nic więc dziwnego, że akademik zachwyca się jej potencjałem. Dotąd zastosowanie kliniczne tego związku było ograniczone ze względu na wywoływane przez niego zmiany percepcji i świadomości. By tego uniknąć, należy pamiętać o aplikowaniu chorym z depresją niewielkich dawek. George Aghajanian, współautor opisywanego badania, przestrzega, że przed wprowadzeniem do obiegu, należy przeprowadzić dalsze analizy i modyfikacje. Zrozumienie mechanizmu leżącego u podłoża antydepresyjnego efektu ketaminy pozwoli nam zaatakować problem na wiele różnych sposobów w ramach szlaku sygnałowego mTOR [kinazy serynowo-treoninowej mTOR]. U gryzoni ketamina zwiększała stężenie synaptycznych białek sygnałowych, a także liczbę synaps w korze przedczołowej. Amerykanie wykazali też, że blokowanie szlaku sygnałowego mTOR hamowało zdolność ketaminy do wywoływania synaptogenezy i odpowiedzi behawioralnej (depresja nadal się utrzymywała). Inni eksperci przypominają, że ketamina jest silnie uzależniającym narkotykiem i stosując ją, należy zachować ostrożność.

Chorzy z cukrzycą typu 1. muszą sobie codziennie robić zastrzyki z insuliny. Niewykluczone jednak, że dzięki specjalistom z Narodowego Instytutu Immunologii w New Delhi będą się mogli wkrótce ograniczyć do jednej iniekcji raz na kilka tygodni, a nawet miesięcy. Hindusi zakończyli właśnie 2-letni okres testów na zwierzętach, m.in. myszach i królikach. Wykazali, że lek o nazwie SIA-II umożliwia wolne wydzielanie insuliny i w przypadku szczurów pozwala utrzymać minimalny poziom hormonu aż przez 120 dni. Anoop Misra, dyrektor Oddziału Cukrzycy w stołecznym Fortis Hospitals, powiedział w wywiadzie udzielonym AFP, że zastrzyki wykonywane raz na tydzień nie są novum, a badania na tym polu przynoszą dobre rezultaty, lecz iniekcje raz na miesiąc to prawdziwy przełom i pole do popisu dla pionierów. Tak długi czas kontrolowania cukrzycy za pomocą jednego rezerwuaru insuliny to całkowita nowość, ale trzeba mieć na uwadze, że na razie rozwiązanie sprawdziło się jedynie na modelu zwierzęcym. Avadhesha Surolia, dyrektor Narodowego Instytutu Immunologii i jeden z autorów artykułu nt. SIA-II, poinformował gazetę Mint, że licencja na technologię należy do firmy Life Science Pharmaceuticals ze stanu Connecticut. Podpisanie porozumienia nazywa jedną z największych transakcji licencyjnych w dziejach instytucji akademickich z Indii.

Kanji Takada, profesor farmakokinetyki z Uniwersytetu Farmaceutycznego w Kioto, opracował nową, ponoć całkowicie bezbolesną, metodę dostarczania zastrzyków i szczepionek. Japończyk stworzył rodzaj okrągłego plastra o średnicy 1,5 cm, który zawiera 300 mikroigieł. Urządzenie nie przebija skóry właściwej. Igiełki zanurzają się zaledwie na głębokość 0,5 mm, a następnie rozpuszczają się, uwalniając lek. Pacjent nie odczuwa żadnego dyskomfortu, nie pojawia się też krwawienie. Takada pracował nad swoim wynalazkiem przez 6 lat. Jego poprzednicy eksperymentowali z igłami z cukrów, ale ich wysiłki spełzły na niczym, bo ulegały one degradacji dopiero w temperaturze powyżej 100 stopni. To dlatego profesor zastąpił cukier polimerem, który rozpuszcza się w wodzie po przyciśnięciu do naskórka. Następnie szczepionka wchłania się do układu krążenia. Testy wykazały, że metoda dostarczania preparatu nie wpływa niekorzystnie na jego skuteczność. System Takady trafi do szpitali Kraju Kwitnącej Wiśni już w ciągu najbliższych dwóch lat.

Nowa forma leku zawierającego niezwykle skuteczne białko terapeutyczne została opracowana przez japońskich naukowców. Dzięki modyfikacji uzyskano preparat równie skuteczny, co jego poprzednia generacja, lecz znacznie poprawiono jego trwałość. Co więcej, technologia jego wytwarzania może zostać wykorzystana przy produkcji wielu innych środków, pozwalając na obniżenie kosztów ich produkcji. Do swoich badań Japończycy użyli laktoferryny - białka o ogromnym potencjale antybakteryjnym, przeciwgrzybiczym i przeciwwirusowym. Proteina ta, obecna m.in. w mleku i na śluzówkach, jest uważana za środek mogący w przyszłości zwalczać takie choroby, jak niektóre nowotwory, zakażenia i stany zapalne. Lecznicze właściwości tej molekuły wynikają z jej zdolności do wiązania trójwartościowych jonów żelaza (Fe3+), potrzebnych dla rozwoju wielu czynników zakaźnych oraz komórek nowotworowych. Dotychczas jedyną znaną drogą podawania laktoferryny były wstrzyknięcia, lecz zespołowi badaczy prowadzonemu przez Atsushiego Sato z Tokijskiego Uniwersytetu Technologicznego udało się stworzyć wygodniejszą alternatywę. Aby to osiągnąć, białko zostało zamknięte w otoczce zbudowanej z glikolu polietylenowego (PEG), jednego z wielkocząsteczkowych alkoholi. Tak przygotowany preparat nadaje się do przyjmowania drogą doustną, co było dotychczas nieosiągalne ze względu na destruktywny wpływ soków trawiennych na cząsteczki białek. Szczegółowe testy na szczurach wykazały, że nowa postać preparatu wchłania się z przewodu pokarmowego aż dziesięciokrotnie lepiej, niż czysta proteina. Wzrasta także czas półtrwania leku we krwi zwierzęcia, czyli, mówiąc najprościej, jego trwałość. Autorzy eksperymentu podkreślają, że technologia opłaszczania białek PEG wcale nie musi ograniczać się do laktoferryny. Ich zdaniem, jest to metoda uniwersalna, mogąca znaleźć zastosowanie przy produkcji wielu leków, nie tylko protein. I choć nie jest to pierwszy przypadek zastosowania PEG do stabilizacji protein, nigdy wcześniej nie potwierdzono doświadczalnie, że użycie tego typu otoczki poprawia wchłanianie leku przy podaniu doustnym. O sukcesie Japończyków poinformowało Amerykańskie Stowarzyszenie Chemiczne (American Chemical Society).

Osoby chore na cukrzycę muszą często monitorować poziom cukru we krwi i regulować go za pomocą insuliny. Często wymaga to wielokrotnych zastrzyków w ciągu dnia. Niewykluczone jednak, że za kilka lat życie z cukrzycą stanie się znacznie prostsze. Amerykańska firma SmartCells opracowała lek nazwany SmartInsulin. Wystarczy jeden zastrzyk w ciągu dnia, a "inteligentna insulina" sama poradzi sobie z regulowaniem poziomu cukru. Lekarstwo samo potrafi zmierzyć poziom cukru, i gdy jest on zbyt wysoki, uaktywnia się. Kiedy poziom cukru spadnie, SmartInsulin przechodzi "w stan spoczynku" i oczekuje na kolejny wzrost, by mu przeciwdziałać. Doktor Todd Zion, założyciel i prezes firmy SmartCells zauważa, że nowe lekarstwo chroni też przed jednym z najpoważniejszych niebezpieczeństw czyhających na cukrzyków - hipoglikemią. Przypadkowe wstrzyknięcie zbyt wysokiej dawki insuliny może skończyć się tragicznie. Podczas używania SmartInsulin takie ryzyko nie istnieje. SmartInsulin to chemicznie zmodyfikowana insulina, którą doktor Todd Zion wynalazł podczas robienia doktoratu na należącym do MIT-u Nanostructured Materials Lab. Zion połączył insulinę z biodegradowalnym polimerem zawierającym cukier. Następnie całość wymieszał z roztworem, który zawierał molekuły przyczepiające się do cukrów. Tak więc, jeśli w samym roztworze nie było cukrów, molekuły przyczepiały się do zmodyfikowanej insuliny. Im niższy poziom cukru w roztworze, tym więcej molekuł przyczepionych do insuliny. W końcu utworzyły one "klatkę", w której insulina została uwięziona. Jeśli teraz do roztworu wprowadzimy glukozę, "zabiera" ona molekuły z pułapki. W miarę wzrostu poziomu glukozy, więcej molekuł zostaje oddzielonych od "klatki" i łączy się z cząstkami cukru. Klatka nie chroni już insuliny, a ta przedostaje się do roztworu, powodując spadek poziomu glukozy i ponowne przyłączanie się "cukrolubnych" molekuł do polimeru. W ten sposób insulina zostaje ponownie zamknięta w "klatce". SmartInsulin została już przetestowana na setkach gryzoni, a ostatnio rozpoczęły się też testy na świniach. Podczas tych eksperymentów naukowcy podają chorym na cukrzycę zwierzętom insulinę, a później wstrzykują im dawki cukru odpowiadające posiłkom. Poziom cukru w krwi zwierząt jest na bieżąco monitorowany. Zauważono, że SmartInsulin odpowiednio reaguje na zmieniający się poziom cukru we krwi, stabilizuje się w odpowiednich momentach i nie występuje niebezpieczeństwo hipoglikemii. Nowy lek jest bardzo obiecujący i może ułatwić życie milionom ludzi. Doktor Zion ma nadzieję, że w ciągu dwóch najbliższych lat uda się rozpocząć testy na ludziach. Zanim jednak do nich dojdzie, SmartCells musi upewnić się, że SmartInsulin jest odporne na działanie wszelkich sygnałów molekularnych, które mogłyby doprowadzić do niepotrzebnego uwolnienia insuliny do krwioobiegu.

Po 4 latach wytężonych badań naukowcy z Indian Institute of Technology w Kharagpur zakończyli prace nad męskim środkiem antykoncepcyjnym. Nie wymaga on interwencji chirurgicznej, np. podwiązania nasieniowodów, i działa przez ok. 10 lat. Wystarczy jeden zastrzyk. Preparat nie wywołuje dużych zmian fizjologicznych, lecz hamuje zdolność plemników do zapładniania. Wcześniej naukowcy na całym świecie zajmowali się szczepionkami, które bazowały na zjawisku niepłodności immunologicznej. W organizmie kobiety lub mężczyzny miały w założeniu powstawać przeciwciała przeciwplemnikowe, które uniemożliwiałyby połączenie jaja z męską komórką rozrodczą. Technologia hinduskiego zespołu, którego pracom przewodniczył doktor Sanjoy Guha, jest już gotowa do komercjalizacji. Jej zakupem interesują się koncerny farmaceutyczne, także te zachodnie. Oczywiście, cena będzie wysoka. Otrzymywaliśmy propozycje od zagranicznych firm, ale odrzucaliśmy je, ponieważ chcemy, by nabywca pochodził z Indii – opowiada Partha Pratim Chakra-borty, dziekan Wydziału Badań Sponsorowanych i Doradztwa Przemysłowego. Na realizację projektu rząd wydał ok. 2,5 mln dolarów. Wkrótce zostaną najprawdopodobniej ujawnione szczegóły odkrycia badaczy.