Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Zmodyfikowana genetycznie skóra zwalcza bakterie
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Medycyna
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Na Uniwersytecie Stanforda powstała rewolucyjna technika obrazowania struktur wewnątrz organizmu. Polega ona na uczynieniu skóry i innych tkanek... przezroczystymi. Można tego dokonać nakładając na skórę jeden z barwników spożywczych. Testy na zwierzętach wykazały, że proces jest odwracalny. Technika taka taka, jeśli sprawdzi się na ludziach, może mieć bardzo szerokie zastosowanie – od lokalizowania ran, poprzez monitorowanie chorób układu trawienia, po diagnostykę nowotworową.
Technologia ta może uczynić żyły lepiej widocznymi podczas pobierania krwi, ułatwić laserowe usuwanie tatuaży i pomagać we wczesnym wykrywaniu i leczeniu nowotworów, mówi Guosong Hong. Na przykład niektóre terapie wykorzystują lasery do usuwania komórek nowotworowych i przednowotworowych, ale ich działanie ograniczone jest do obszaru znajdującego się blisko powierzchni skóry. Ta technika może poprawić penetrację światła laserowego, dodaje.
Przyczyną, dla której nie możemy zajrzeć do wnętrza organizmu, jest rozpraszanie światła. Tłuszcze, płyny, białka, z których zbudowane są organizmy żywe, rozpraszają światło w różny sposób, powodując, że nie jest ono w stanie penetrować ich wnętrza, więc są dla nas nieprzezroczyste. Naukowcy ze Stanforda stwierdzili, że jeśli chcemy, by materiał biologiczny stał się przezroczysty, musimy spowodować, żeby wszystkie budujące go elementy rozpraszały światło w ten sam sposób. Innymi słowy, by miały taki sam współczynnik załamania. A opierając się na wiedzy z optyki stwierdzili, że barwniki najlepiej absorbują światło i mogą być najlepszym ośrodkiem, który spowoduje ujednolicenie współczynników załamania.
Szczególną uwagę zwrócili na tartrazynę czyli żółcień spożywczą 5, oznaczoną symbolem E102. Okazało się, że mieli rację. Po rozpuszczeniu w wodzie i zaabsorbowaniu przez tkanki, tartrazyna zapobiegała rozpraszaniu światła. Najpierw barwnik przetestowano na cienkich plastrach kurzej piersi. W miarę, jak stężenie tartrazyny rosło, zwiększał się współczynnik załamania światła w płynie znajdującym się w mięśniach. W końcu zwiększył się do tego stopnia, że był taki, jak w białkach budujących mięśnie. Plaster stał się przezroczysty.
Później zaczęto eksperymenty na myszach. Najpierw wtarli roztwór tartrazyny w skórę głowy, co pozwoliło im na obserwowanie naczyń krwionośnych. Później nałożyli go na brzuch, dzięki czemu mogli obserwować kurczenie się jelit i ruchy wywoływane oddychaniem oraz biciem serca. Technika pozwalała na obserwacje struktur wielkości mikrometrów, a nawet polepszyła obserwacje mikroskopowe. Po zmyciu tartrazyny ze skóry tkanki szybko wróciły do standardowego wyglądu. Nie zaobserwowano żadnych długoterminowych skutków nałożenia tartrazyny, a jej nadmiar został wydalony z organizmu w ciągu 48 godzin. Naukowcy podejrzewają, że wstrzyknięcie barwnika do tkanki pozwoli na obserwowanie jeszcze głębiej położonych struktur organizmu.
Badania, w ramach których dokonano tego potencjalnie przełomowego odkrycia, rozpoczęły się jako projekt, którego celem jest sprawdzenie, jak promieniowanie mikrofalowe wpływa na tkanki. Naukowcy przeanalizowali prace z dziedziny optyki z lat 70. i 80. ubiegłego wieku i znaleźli w nich dwa podstawowe narzędzia, które uznali za przydatne w swoich badaniach: matematyczne relacje Kramersa-Kroniga oraz model Lorentza. Te matematyczne narzędzia rozwijane są od dziesięcioleci, jednak nie używano ich w medycynie w taki sposób, jak podczas opisywanych badań.
Jeden z członków grupy badawczej zdał sobie sprawę, że te same zmiany, które czynią badane materiały przezroczystymi dla mikrofal, można zastosować dla światła widzialnego, co mogłyby być użyteczne w medycynie. Uczeni zamówili więc sięc silne barwniki i zaczęli dokładnie je analizować, szukając tego o idealnych właściwościach optycznych.
Nowatorskie podejście do problemu pozwoliło na dokonanie potencjalnie przełomowego odkrycia. O relacjach Kramersa-Kroniga uczy się każdy student optyki, w tym przypadku naukowcy wykorzystali tę wiedzę, do zbadania, jak silne barwniki mogą uczynić skórę przezroczystą. Podążyli więc w zupełnie nowym kierunku i wykorzystali znane od dziesięcioleci podstawy do stworzenia nowatorskiej technologii.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Antybiotykooporna pałeczka ropy błękitnej (Psudomonas aerugiosa) to jedno z największych zagrożeń bakteryjnych dla ludzkości. WHO uznaje ją za jedną z trzech bakterii, do zwalczania których pilnie potrzebujemy wynalezienia zupełnie nowych antybiotyków. Naukowcy z University of Southern Australia informują, że gen, dzięki któremu P. aerugiosa zyskała antybiotykooporność występuje na całym świecie i został przez pałeczkę ropy błękitnej przejęty od nieszkodliwego mikroorganizmu.
Pseudomonas aerugiosa to bakteria oportunistyczna. Atakuje tylko ludzi o osłabionym układzie odpornościowym. Jest jednym z najbardziej niebezpiecznych patogenów powodujących zakażenia wewnątrzszpitalne i odpowiada za śmierć tysięcy osób. W 2006 roku w Adelajdzie dokonano niezwykle niepokojącego odkrycia. W tamtejszych szpitalach znaleziono P. aerugiosa z genem dającym patogenowi oporność na jedne z najpotężniejszych antybiotyków, imipenem i meropenem. Oba należą do grupy karbapenemów, jednych z najważniejszych antybiotyków, jakimi dysponujemy. Karbapenemy stosuje się m.in. do walki z sepsą.
Dotychczas sądzono jednak, że gen imipenemazy adelajdzkiej (AIM-1) występuje tylko w Adelajdzie, gdzie został wykryty w próbkach klinicznych oraz ściekach związanych ze służbą zdrowia. Jednak zespół profesor Rietie Venter wykazał, że występuje on na całym świecie. A jego źródłem jest występujący w glebie i wodzie nieszkodliwy mikroorganizm, Pseudoxanthomonas mexicana, wyizolowany po raz pierwszy w 2004 roku w ludzkim moczu. Naukowcy nie wiedzą, jaką rolę w P. mexicana odgrywa AIM-1.
Dysponujemy coraz większą liczbą dowodów wskazujących, że geny dające oporność na karbapenemy pochodzą od bakterii obecnych w środowisku. Wymiana materiału genetycznego pomiędzy niebezpiecznymi patogenami, a tymi bakteriami, nie jest niczym zaskakującym, gdyż organizmy te zajmują te same nisze ekologiczne, czytamy w posumowaniu badań. Nasze badania jasno pokazują, że gen AIM-1 daje P. aeruginosa wysoką oporność na karbapenemy. Naukowcy dodają, że gen ten można znaleźć w różnych miejscach na świecie u różnych gatunków bakterii i w różnych konfiguracjach środowiskowych.
Zwiększająca się antybiotykooporność – będąca wynikiem m.in. nadmiernego niepotrzebnego używania antybiotyków w medycynie oraz hodowli zwierząt – prowadzi do pojawiania się kolejnych „koszmarnych bakterii”. Naukowcy na całym świecie poszukują nowych antybiotyków. Czasem pomoc może przyjść z nieoczekiwanej strony. Przed rokiem informowaliśmy, że irlandzka medycyna ludowa podpowiedziała naukowcom, gdzie szukać skutecznych antybiotyków.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W 2010 roku japońska ekspedycja naukowa wybrała się do Wiru Południowopacyficznego (South Pacyfic Gyre). Pod nim znajduje się jedna z najbardziej pozbawionych życia pustyń na Ziemi. W pobliżu centrum SPG znajduje się oceaniczny biegun niedostępności. A często najbliżej znajdującymi się ludźmi są... astronauci z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Tutejsze wody są tak pozbawione życie, że 1 metr osadów tworzy się tutaj przez milion lat.
Centrum SPG jest niemal nieruchome, jednak wokół niego krążą prądy oceaniczne, przez które do centrum dociera niewiele składników odżywczych. Niewiele więc tutaj organizmów żywych.
Japońscy naukowcy pobrali z dna, znajdującego się 6000 metrów pod powierzchnią, rdzeń o długości 100 metrów. Mieli więc w nim osady, które gromadziły się przez 100 milionów lat.
Niedawno poinformowali o wynikach badań rdzenia. Tak, jak się spodziewali, znaleźli w osadach bakterie, było ich jednak niewiele, od 100 do 3000 na centymetr sześcienny osadów. Później jednak nastąpiło coś, czego się nie spodziewali. Po podaniu pożywienia bakterie ożyły.
Ożyły i zaczęły robić to, co zwykle robią bakterie, mnożyć się. Dwukrotnie zwiększały swoją liczbę co mniej więcej 5 dni. Powoli, gdyż np. bakterie E.coli dwukrotnie zwiększają w laboratorium swoją liczbę co około 20 minut). Jednak wystarczyło to, by po 68 dniach bakterii było 10 000 razy więcej niż pierwotnie.
Weźmy przy tym pod uwagę, że mówimy o bakteriach sprzed 100 milionów lat. O mikroorganizmach, które żyły, gdy planeta była opanowana przez dinozaury. Minęły cztery ery geologiczne, a one – chronione przed promieniowaniem kosmicznym i innymi wpływami środowiska przez kilometry wody – czekały w uśpieniu.
Jeśli teraz uświadomimy sobie, że 70% powierzchni planety jest pokryte osadami morskimi, możemy przypuszczać, że znajduje się w nich wiele nieznanych nam, uśpionych mikroorganizmów sprzed milionów lat.
Kolejną niespodzianką był fakt, że znalezione przez Japończyków bakterie korzystają z tlenu. Osady, z których je wyodrębniono, są pełne tlenu. Problemem w SPG nie jest zatem dostępność tlenu, a pożywienia.
To jednak nie koniec zaskoczeń. Okazało się, że wydobyte z osadów bakterie nie tworzą przetrwalników (endosporów). Bakterie przetrwały w inny sposób. Jeszcze większą niespodzianką było znalezienie w jednej z próbek dobrze funkcjonującej populacji cyjanobakterii z rodzaju Chroococcidiopsis. To bakterie potrzebujące światłą, więc zagadką jest, jak przetrwały 13 milionów lat w morskich osadach na głębokości 6000 metrów. Z drugiej strony wiemy, że jest niektórzy przedstawiciele tego rodzaju są wyjątkowo odporni. Tak odporny, że niektórzy mówią o wykorzystaniu ich do terraformowania Marsa.
Biorąc uwagę niewielkie przestrzenie z powietrzem wewnątrz osadów, brak endosporów i szybkie ożywienie, naukowcy przypuszczają, że bakterie pozostały żywe przez 100 milionów lat, jednak znacząco spowolniły swój cykl życiowy. To zaś może oznaczać, że... są nieśmiertelne.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Wykorzystywana w średniowieczu mikstura - balsam oczny Balda (ang. Bald's eyesalve) - może znaleźć zastosowanie we współczesnej terapii. Naukowcy z Uniwersytetu w Warwick wykazali, że jest on skuteczny wobec szeregu patogenów Gram-dodatnich i Gram-ujemnych w hodowlach planktonowych, a także wobec 5 bakterii hodowanych w formie biofilmu.
Bald's eyesalve opisano w staroangielskim (IX-w.) podręczniku medycznym Bald's Leechbook (zwanym także Medicinale Anglicum). Miksturę stosowano na jęczmień - torbielowatą infekcję powieki. Przyrządzano ją z czosnku, dodatkowej rośliny z rodzaju Allium (czosnek), np. cebuli lub pora, wina i krowich kwasów żółciowych. Zgodnie z recepturą, po zmieszaniu, a przed użyciem składniki muszą stać przez 9 nocy w mosiężnym naczyniu.
Pięć lat temu naukowcy z Uniwersytetu w Nottingham wykorzystali Bald's eyesalve do walki z metycylinoopornym gronkowcem złocistym (MRSA). Opierając się na ich badaniach, zespół z Warwick ustalił, że Bald's eyesalve wykazuje obiecujące działanie antybakteryjne i tylko w niewielkim stopniu szkodzi ludzkim komórkom.
Mikstura była skuteczna przeciw szeregowi bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych w hodowlach planktonowych. Aktywność utrzymywała się także przeciwko 5 bakteriom hodowanym w postaci biofilmu: 1) Acinetobacter baumannii, 2) Stenotrophomonas maltophilia, 3) gronkowcowi złocistemu (Staphylococcus aureus), 4) Staphylococcus epidermidis i 5) Streptococcus pyogenes.
Bakterie te można znaleźć w biofilmach infekujących cukrzycowe owrzodzenie stopy (tutaj zaś, jak wiadomo, sporym problemem może być lekooporność).
Jak wyjaśniają naukowcy, w skład balsamu ocznego Balda wchodzi czosnek, a ten zawiera allicynę (fitoncyd o działaniu bakteriobójczym). W ten sposób można by wyjaśnić aktywność mikstury wobec hodowli planktonowych. Sam czosnek nie wykazuje jednak aktywności wobec biofilmów, dlatego antybiofilmowego działania Bald's eyesalve nie da się przypisać pojedynczemu składnikowi. By osiągnąć pełną aktywność, konieczne jest ich połączenie.
Wykazaliśmy, że średniowieczna mikstura przygotowywana z cebuli, wina i kwasów żółciowych może zabić całą gamę problematycznych bakterii, hodowanych zarówno w formie planktonowej, jak i biofilmu. Ponieważ mikstura nie powoduje większych uszkodzeń ludzkich komórek i nie szkodzi myszom, potencjalnie moglibyśmy opracować z tego środka bezpieczny i skuteczny lek antybakteryjny - podkreśla dr Freya Harrison.
Większość wykorzystywanych współcześnie antybiotyków pochodzi od naturalnych substancji, ale nasze badania unaoczniają, że pod kątem terapii zakażeń związanych z biofilmem należy eksplorować nie tylko pojedyncze związki, ale i mieszaniny naturalnych produktów.
Szczegółowe wyniki badań opublikowano w piśmie Scientific Reports.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Międzynarodowy zespół naukowy stworzył wielką bazę danych wszystkich znanych genomów bakteryjnych obecnych w mikrobiomie ludzkich jelit. Baza umożliwia specjalistom badanie związków pomiędzy genami bakterii a proteinami i śledzenie ich wpływu na ludzkie zdrowie.
Bakterie pokrywają nas z zewnątrz i od wewnątrz. Wytwarzają one proteiny, które wpływają na nasz układ trawienny, nasze zdrowie czy podatność na choroby. Bakterie są tak bardzo rozpowszechnione, że prawdopodobnie mamy na sobie więcej komórek bakterii niż komórek własnego ciała. Zrozumienie wpływu bakterii na organizm człowieka wymaga ich wyizolowania i wyhodowania w laboratorium, a następnie zsekwencjonowania ich DNA. Jednak wiele gatunków bakterii żyje w warunkach, których nie potrafimy odtworzyć w laboratoriach.
Naukowcy, chcąc zdobyć informacje na temat tych gatunków, posługują się metagenomiką. Pobierają próbkę interesującego ich środowiska, w tym przypadku ludzkiego układu pokarmowego, i sekwencjonują DNA z całej próbki. Następnie za pomocą metod obliczeniowych rekonstruują indywidualne genomy tysięcy gatunków w niej obecnych.
W ubiegłym roku trzy niezależne zespoły naukowe, w tym nasz, zrekonstruowały tysiące genomów z mikrobiomu jelit. Pojawiło się pytanie, czy zespoły te uzyskały porównywalne wyniki i czy można z nich stworzyć spójną bazę danych, mówi Rob Finn z EMBL's European Bioinformatics Institute.
Naukowcy porównali więc uzyskane wyniki i stworzyli dwie bazy danych: Unified Human Gastrointestinal Genome i Unified Gastrointestinal Protein. Znajduje się w nich 200 000 genomów i 170 milionów sekwencji protein od ponad 4600 gatunków bakterii znalezionych w ludzkim przewodzie pokarmowym.
Okazuje się, że mikrobiom jelit jest nie zwykle bogaty i bardzo zróżnicowany. Aż 70% wspomnianych gatunków bakterii nigdy nie zostało wyhodowanych w laboratorium, a ich rola w ludzkim organizmie nie jest znana. Najwięcej znalezionych gatunków należy do rzędu Comentemales, który po raz pierwszy został opisany w 2019 roku.
Tak olbrzymie zróżnicowanie Comentemales było wielkim zaskoczeniem. To pokazuje, jak mało wiemy o mikrobiomie jelitowym. Mamy nadzieję, że nasze dane pozwolą w nadchodzących latach na uzupełnienie luk w wiedzy, mówi Alexancre Almeida z EMBL-EBI.
Obie imponujące bazy danych są bezpłatnie dostępne. Ich twórcy uważają, że znacznie się one rozrosną, gdy kolejne dane będą napływały z zespołów naukowych na całym świecie. Prawdopodobnie odkryjemy znacznie więcej nieznanych gatunków bakterii, gdy pojawią się dane ze słabo reprezentowanych obszarów, takich jak Ameryka Południowa, Azja czy Afryka. Wciąż niewiele wiemy o zróżnicowaniu bakterii pomiędzy różnymi ludzkimi populacjami, mówi Almeida.
Niewykluczone, że w przyszłości katalogi będą zawierały nie tylko informacje o bakteriach żyjących w naszych jelitach, ale również na skórze czy w ustach.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.