Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Na Uniwersytecie Kalifornijskim w Davis powstały sztuczne komórki, które potrafią niszczyć bakterie. Naukowcy porównują ich stworzenie do budowania z klocków lego.

Jak wyjaśnia prof. Cheemeng Tan, są one zbudowane z liposomów oraz oczyszczonych komponentów komórek, w tym białek, DNA czy metabolitów.

Wykazaliśmy, że te sztuczne komórki mogą wyczuwać, reagować i wchodzić w interakcje z bakteriami, a także funkcjonować jako systemy, które wykrywają i zabijają bakterie, w niewielkim stopniu zależąc od środowiska.

Sztuczne komórki Amerykanów mają podstawowe cechy żywych komórek, ale żyją krótko nie mogą sie dzielić. Zaprojektowano je w taki sposób, by reagowały na unikatową sygnaturę chemiczną pałeczek okrężnicy (Escherichia coli). Podczas eksperymentów laboratoryjnych wykazano, że są w stanie wykryć, zaatakować i zniszczyć bakterie.

Przedtem sztuczne komórki sprawdzały się wyłącznie w środowiskach bogatych w składniki odżywcze. Optymalizując ich błony, a także cytozol i obwody genetyczne, zespół Tana sprawił jednak, że funkcjonują one w szeregu środowisk, także z bardzo ograniczonymi zasobami, i dobrze sobie radzą w odbiegających od ideału i zmieniających się warunkach. Z oczywistych względów, znacznie rozszerza to wachlarz ich potencjalnych zastosowań.

W przyszłości sztuczne komórki można by wprowadzać do organizmu chorych, by zwalczały zakażenia oporne na inne terapie. Autorzy publikacji z pisma ACS Applied Materials & Interfaces wspominają też o dostarczaniu leków do konkretnych lokalizacji i w wybranym czasie.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Obecnie wykrywanie związków chemicznych jest łatwiejsze niż kiedykolwiek wcześniej, lecz prowadzenie analiz w pojedynczej kropli nadal pozostaje wyzwaniem. Naukowcy próbują miniaturyzować urządzenia do wykrywania substancji chemicznych w o wiele mniejszej objętości niż robione jest to w laboratoriach diagnostycznych. Gdyby ktoś powiedział kilka dekad temu, że jedna kropla roztworu wystarczy, aby odkryć, jakie substancje kryją się w jej wnętrzu, z pewnością nikt by w to nie uwierzył. Na szczęście to już nie fikcja, a codzienność.
      Wychodząc naprzeciw rosnącemu zapotrzebowaniu na prowadzenie w czasie rzeczywistym analiz w zaledwie kilku mikrolitrach roztworu, naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej PAN pod kierunkiem Martina Jӧnssona-Niedziółki we współpracy z badaczami z Politechniki Warszawskiej udowodnili, że detekcja w tak małej skali jest możliwa.
      Nowa koncepcja badaczy łączy kilka rozwiązań opierających się na zminiaturyzowanych elektrodach, unikalnej geometrii płytki do gromadzenia roztworu oraz światłowodu. Naukowcy zaprezentowali połączenie różnych technik badawczych, tworząc narzędzie o wiele czulsze niż klasyczne metody. Taka kombinacja elektrochemii z technikami optycznymi oraz mikroskopijnym zbiornikiem na kroplę opłacała się, pozwalając na o wiele więcej niż pierwotnie zakładano. To niesamowite, że dzięki „zaledwie” i jednocześnie „aż” sygnałom elektrochemicznym i optycznym wyjątkowo czuła analiza chemiczna mikroskopijnych kropel jest możliwa.
      Przeprowadziliśmy serię eksperymentów elektrochemicznych równolegle z pomiarami optycznymi dla różnych pozycji mikroelektrod. Dzięki temu mogliśmy wyraźnie zobaczyć zmianę sygnału optycznego w miarę postępu reakcji elektrochemicznej – wspomina dr Martin Jӧnsson-Niedziółka
      Naukowcy wykazali, że kontrolując wielkość wgłębień na płytce typu „lab-on-a-chip” oraz indukując sygnał w światłowodzie za pomocą ablacji laserem femtosekundowym, mogą elektrochemicznie badać roztwór w setnych częściach mililitra roztworu. Co ciekawe, tajemnica dużej czułości układu kryje się w zastosowanym światłowodzie, który choć jest ma długą historię i jest powszechnie używany w telekomunikacji, umożliwia detekcję nawet minimalnych zmian w procesach chemicznych. A to za sprawą pomiaru parametru zwanego współczynnikiem załamania światła. W ten sposób zaprojektowany system może precyzyjnie mierzyć ugięcie światła w każdej z badanych kropel. Gdy w próbce zachodzi reakcja chemiczna np. proces redukcji-utlenienia, wartości tego parametru zmieniają się, umożliwiając wykrycie nawet niewielkich różnic w składzie chemicznym w cieczy.
      Dr Martin Jӧnsson-Niedziółka twierdzi, że połączenie niezwykłej czułości światłowodów z ich elastycznością i narzędziami elektrochemicznymi daje nowe możliwości w detekcji związków chemicznych, szczególnie w analizie złożonych układów np. próbek biologicznych.
      Naukowcy porównali uzyskane wyniki z klasycznymi technikami tj. spektroskopia w bliskiej podczerwieni, celem porównania czułości detekcji na przykładzie reakcji redoks przy użyciu związku na bazie ferrocenu. Co ciekawe, stosując tę metodę, nie zarejestrowali różnicy między sygnałami postaci utlenionej i zredukowanej stosowanego wskaźnika redoks, pokazując, że klasyczne rozwiązania w tak małej skali zawodzą. Tym samym badacze potwierdzili, że mierzenie zmian podczas przebiegu reakcji elektrochemicznych wraz z monitorowaniem właściwości optycznych roztworu umożliwia detekcję związków nawet w objętościach rzędu zaledwie kilku mikrolitrów. Dodatkowo przeprowadzone analizy numeryczne potwierdziły, że detekcja ta jest możliwa nawet w jeszcze mniejszej objętości rzędu pikolitrów. Jest to niezwykle ważne w projektowaniu nowoczesnych urządzeń do przenośnego, wydajnego i czułego wykrywania substancji z roztworu.
      Wciąż jest jeszcze wiele do zrobienia, lecz niezmiernie cieszy nas fakt, że zaproponowany przez nas układ w ogóle działa. Już teraz ulepszamy aparaturę, aby system był łatwiejszy w obsłudze i bardziej uniwersalny w użyciu – mówi Jӧnsson-Niedziółka.
      Przedstawione dane są obiecujące i mają ogromny potencjał pod kątem prowadzenia w przyszłości badań przesiewowych próbek biologicznych, takich jak metabolity, lub zastosowania w innych dziedzinach, np. do analizy próbek środowiskowych, a nawet materiałów niebezpiecznych. Być może zaproponowane przez naukowców rozwiązanie już niebawem pozwoli na przenośne wykrywanie wielu reakcji chemicznych o wiele szybciej i sprawniej niż przy użyciu klasycznej aparatury laboratoryjnej. Złożoność układu i czułość pomiarów wciąż wymagają prac celem optymalizacji licznych parametrów, lecz już teraz można stwierdzić, że jest to przełom w detekcji w mikroskali i z pewnością przyczyni się do polepszenia skuteczności przyszłego leczenia klinicznego.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Włoscy specjaliści posłużyli się starannie wyselekcjonowanymi bakteriami, by dokończyć oczyszczanie rzeźb Michała Anioła z zespołu grobowego Medyceuszów (Nowej Zakrystii) we Florencji. Wykorzystano szczepy Serratia ficaria SH7, Pseudomonas stutzeri CONC11 i Rhodococcus sp. ZCONT. Wyniki projektu mają zostać zaprezentowane jeszcze w tym miesiącu.
      Jak podkreślił Jason Horowitz w reportażu opublikowanym na łamach The New York Timesa, prace w Kaplicy trwały niemal 10 lat. Na koniec pozostały najbardziej uporczywe przebarwienia i osady.
      Bakterie zdały egzamin śpiewająco
      W listopadzie 2019 r. Muzeum Zespołu Grobowego Medyceuszów (Museo delle Cappelle Medicee) poprosiło Narodowy Komitet Badań o przeprowadzenie analiz z wykorzystaniem spektroskopii w podczerwieni. Wykryto ślady kalcytu, krzemianów i substancji organicznych. Dzięki temu Anna Rosa Sprocati z Włoskiej Narodowej Agencji Nowych Technologii zyskała cenne wskazówki co do wyboru najwłaściwszych bakterii z zestawu niemal 1000 szczepów (zwykle są one stosowane do rozkładania plam ropy albo zmniejszania toksyczności metali ciężkich).
      Ostatecznie zespół konserwatorów przetestował za ołtarzem, na niewielkiej palecie złożonej z 20 prostokątów, 8 najbardziej obiecujących szczepów. Wybrano bakterie bezpieczne dla ludzi, środowiska i, oczywiście, dzieł sztuki.
      Jak wyjaśniła Sprocati, później bakterie zastosowano na nagrobku Juliana Medyceusza (księcia Nemours żyjącego w latach 1479-1516) z alegorycznymi figurami Dnia i Nocy. Włosy Nocy przemyto P. stutzeri CONC11, bakterią wyizolowaną z odpadów garbarni w okolicach Neapolu. Bakteriami Rhodococcus sp. ZCONT, tym razem pochodzącymi z gleby zanieczyszczonej dieslem w Casercie, usunięto resztki gipsowych odlewów, kleju i tłuszczu z jej uszu.
      Działania te okazały się sukcesem, jednak Paola D'Agostino wolała nie igrać z losem przy czyszczeniu twarzy Nocy. Podobne podejście prezentował watykański ekspert Pietro Zander, który dołączył do zespołu. Dla bezpieczeństwa postanowiono zastosować mikrokapsułki z gumą ksantanową. Analogicznym zabiegom poddano głowę rzeźby Juliana.
      W marcu ubiegłego roku przez pandemię muzeum zamknięto. Sprocati zabrała więc "swoje" bakterie w inne miejsce. W sierpniu jej zespół wykorzystał baterie z okolic Neapolu do usunięcia wosku pozostawionego przez stulecia palenia świec wotywnych na marmurowym reliefie Alessandra Algardiego Spotkanie Attyli i papieża Leona I w Bazylice św. Piotra.
      Gdy Kaplicę otwarto w pewnym zakresie w połowie października 2020 r., ponownie wdrożono prace.  Wtedy specjaliści rozprowadzili żel z S. ficaria SH7 na nagrobku Wawrzyńca II Medyceusza (1492-1519).
      Za stan obiektu odpowiadają różne czynniki środowiskowe, ale dużą rolę odegrał w tym sposób, w jaki potraktowano ciało zamordowanego w 1537 r. księcia Florencji Aleksandra Medyceusza. Jego ciało zawinięto w dywan i umieszczono w sarkofagu Wawrzyńca. Substancje z jego rozkładającego się ciała wsiąkały w marmur, niszcząc dzieło Michała Anioła. Na szczęście przebarwieniami i deformacjami z powodzeniem zajęły się S. ficaria SH7, które wyizolowano z gleby skażonej metalami ciężkimi (ze stanowiska na Sardynii).
      Zaczęło się od konferencji...
      W 2013 r. Monica Bietti, była już dyrektorka Muzeum Zespołu Grobowego Medyceuszów, zauważyła, co się stało z zabytkami od konserwacji w 1988 r. Trzeba było ponownie się nimi zająć. Im jednak kaplica stawała się czystsza, tym bardziej zniszczony sarkofag Wawrzyńca od niej odstawał. W 2016 r. Marina Vincenti uczestniczyła w konferencji zorganizowanej przez Sprocati i innych biologów z jej zespołu (An introduction to the world of microorganisms). Specjaliści zademonstrowali, jak bakterie usunęły resztki żywicy z barokowych fresków w Galerii Carracciego w Pałacu Farnese w Rzymie. Bakterie wyizolowane z wód kopalnianych z Sardynii usunęły rdzawe zacieki z marmurów galerii. Kiedy przyszła kolej na oczyszczanie dzieł Michała Anioła, postanowiono więc skorzystać z pomocy bakteryjnych sprzymierzeńców. D'Agostino zgodziła się pod warunkiem, że wcześniej zostaną przeprowadzone testy. Bakterie zdały egzamin i wykonały swoją pracę...
      W przeszłości sięgano już po pomoc bakterii w oczyszczaniu dzieł sztuki. Jak napisała w artykule opublikowanym w Verge Mary Beth Griggs, zbliżone techniki zastosowano w Katedrze Narodzin św. Marii w Mediolanie, Katedrze Wniebowzięcia Najświętszej Maryi Panny w Pizie czy w Campo Santo di Pisa. W 2011 r. specjaliści z Walencji wykorzystali bakterie, by oczyścić XVII-wieczne freski Antonia Palomino w Sant Joan del Mercat.
      Zespół grobowy Medyceuszów przy kościele San Lorenzo
      Zespół grobowy Medyceuszów przy kościele San Lorenzo tworzą: Cappelle dei Principi z kryptą (Matteo Nigetti 1604 — mauzoleum Cosima I i jego przodków) i Nowa Zakrystia (Sagrestia Nuova), dzieło Michała Anioła (1520–35), ukończone przez Georgia Vasariego (1557). Mieszczą się w niej nagrobki Wawrzyńca II Medyceusza (ks. Urbino) z rzeźbami Świtu i Zmierzchu, Juliana Medyceusza (ks. Nemours) z rzeźbami Dnia i Nocy, a także podwójny sarkofag zawierający prochy Wawrzyńca Medyceusza (Wawrzyńca Wspaniałego) i jego młodszego brata Juliana, z ustawionymi na nim figurami Madonny z Dzieciątkiem (dłuta Michała Anioła, 1521), św. Kosmy (dzieło Montorsolego) i św. Damiana (dzieło Raffaela da Montelupy).

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przeciętne 12-miesięczne dziecko w Danii ma w swojej florze jelitowej kilkaset genów antybiotykooporności, odkryli naukowcy z Uniwersytetu w Kopenhadze. Obecność części tych genów można przypisać antybiotykom spożywanym przez matkę w czasie ciąży.
      Każdego roku antybiotykooporne bakterie zabijają na całym świecie około 700 000 osób. WHO ostrzega, że w nadchodzących dekadach liczba ta zwiększy się wielokrotnie. Problem narastającej antybiotykooporności – powodowany przez nadmierne spożycie antybiotyków oraz przez masowe stosowanie ich w hodowli zwierząt – grozi nam poważnym kryzysem zdrowotnym. Już w przeszłości pisaliśmy o problemie „koszmarnych bakterii” czy o niezwykle wysokim zanieczyszczeniu rzek antybiotykami.
      Duńczycy przebadali próbki kału 662 dzieci w wieku 12 miesięcy. Znaleźli w nich 409 różnych genów lekooporności, zapewniających bakteriom oporność na 34 rodzaje antybiotyków. Ponadto 167 z tych genów dawało oporność na wiele typów antybiotyków, w tym też i takich, które WHO uznaje za „krytycznie ważne”, gdyż powinny być w stanie leczyć poważne choroby w przyszłości.
      To dzwonek alarmowy. Już 12-miesięczne dzieci mają w organizmach bakterie, które są oporne na bardzo istotne klasy antybiotyków. Ludzie spożywają coraz więcej antybiotyków, przez co nowe antybiotykooporne bakterie coraz bardziej się rozpowszechniają. Kiedyś może się okazać, że nie będziemy w stanie leczyć zapalenia płuc czy zatruć pokarmowych, ostrzega główny autor badań profesor Søren Sørensen z Wydziału Biologii Uniwersytetu w Kopenhadze.
      Bardzo ważnym czynnikiem decydującym o liczbie lekoopornych genów w jelitach dzieci jest spożywanie przez matkę antybiotyków w czasie ciąży oraz to, czy samo dziecko otrzymywało antybiotyki w miesiącach poprzedzających pobranie próbki.
      Odkryliśmy bardzo silną korelację pomiędzy przyjmowaniem antybiotyków przez matkę w czasie ciąży oraz przejmowanie antybiotyków przez dziecko, a obecnością antybiotykoopornych genów w kale. Wydaje się jednak, że w grę wchodzą też tutaj inne czynniki, mówi Xuan Ji Li.
      Zauważono też związek pomiędzy dobrze rozwiniętym mikrobiomem, a liczbą antybiotykoopornych genów. U dzieci posiadających dobrze rozwinięty mikrobiom liczba takich genów była mniejsza. Z innych badań zaś wiemy, że mikrobiom jest powiązany z ryzykiem wystąpienia astmy w późniejszym życiu.
      Bardzo ważnym odkryciem było spostrzeżenie, że Escherichia coli, powszechnie obecna w jelitach, wydaje się tym patogenem, który w największym stopniu zbiera – i być może udostępnia innym bakteriom – geny lekooporności. To daje nam lepsze rozumienie antybiotykooporności, gdyż wskazuje, które bakterie działają jako gromadzące i potencjalnie rozpowszechniające geny lekooporności. Wiedzieliśmy, że bakterie potrafią dzielić się opornością na antybiotyki, a teraz wiemy, że warto szczególną uwagę przywiązać do E. coli, dodaje Ji Li.
      Wyniki badań opublikowano na łamach pisma Cell Host & Microbe.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Utrata różnorodności jelitowej flory bakteryjnej grozi poważnymi konsekwencjami, w tym chronicznymi chorobami. Niewiele jednak wiemy o tym, jak wyglądały mikrobiomy ludzi żyjących w epoce przedprzemysłowej. Wiemy natomiast, jak olbrzymią rolę odgrywa prawidłowy mikrobiom. Tymczasem autorzy najnowszych badań donoszą, że w ostatnim tysiącleciu doszło do poważnego „wymierania” w ludzkim mikrobiomie.
      Już wcześniejsze badania wykazały, że społeczeństwa przemysłowe charakteryzuje zarówno mniejsze zróżnicowanie mikrobiomu jak i większe występowanie chorób chronicznych, jak cukrzyca czy otyłość. Dlatego też międzynarodowy zespół naukowy, w skład którego wchodzili specjaliści m.in. z Uniwersytetu Harvarda czy Instytutu Historii Człowieka im. Maxa Plancka, postanowił porównać skład genomu ludzi współczesnych z osobami, żyjącymi przed 1000-2000 lat.
      Dotychczas próby rekonstrukcji mikrobiomu ludności sprzed epoki przemysłowej polegały na porównywaniu próbek odchodów współczesnych społeczności zbieracko-łowieckich ze współczesnymi społecznościami przemysłowymi. Badania takie pokazują, że społeczności łowiecko-zbierackie mają znacznie bardziej zróżnicowany mikrobim, a uboższy mikrobiom społeczności przemysłowych jest powiązany z występowaniem chorób cywilizacyjnych, jak np. alergie czy cukrzyca. Jednak badania takie nie dawały odpowiedzi na pytanie, jak bardzo mikrobiom współczesnych łowców-zbieraczy jest podobny do mikrobimu ludzi sprzed epoki przemysłowej.
      Autorzy nowych badań dysponowali 8 dobrze zachowanymi niezanieczyszczonymi próbkami kału, datowanymi na lata 0–1000 n.e. Udało im się nie tylko wyizolować z nich genom bakterii, ale odróżnić też genom mikroorganizmów, które mieszkały w jelitach od tych, które znajdowały się w glebie i migrowały do odchodów.
      W ten sposób uzyskali 181 genomów, które zarówno pochodziły sprzed wieków, jak i jelit ludzi. Okazało się, że wiele z obecnych w koprolitach bakterii jest podobnych do bakterii z mikrobiomu współczesnych łowców-zbieraczy, a wśród nich są gatunku powiązane z dietą bogatą w błonnik. Jednak zauważono też spore i bardzo ważne różnice. Po pierwsze bakterie z koprolitów nie zawierały markerów antybiotykooporności. Po drugie zaś, mikrobiom ludzi żyjących 1000 i 2000 lat temu był znacznie bardziej zróżnicowany, niż współczesnych łowców-zbieraczy, nie mówiąc już o mikrobiomie społeczeństw przemysłowych. Mieliśmy zaledwie 8 próbek z ograniczonego geograficznie i czasowo obszaru, a i tak aż 38% mikroorganizmów było nam nieznanych, mówi Aleksandar Kostic z Harvard Medical School.
      Różnice są naprawdę duże. Na przykład bakterie z rodzaju Treponema nie występują w mikrobiomie osób z krajów uprzemysłowionych i rzadko występują u współczesnych łowców-zbieraczy. Były natomiast obecne w każdej próbce koprolitów. To sugeruje, że nie chodzi tutaj wyłącznie o zmiany diety, mówi Kostic. Uczony ma nadzieję, że w przyszłości uda się określić, w jaki sposób i dlaczego doszło do zniknięcia tych i innych bakterii z ludzkiego mikrobiomu.
      Co więcej, obecne badania potwierdzają to, co właśnie zauważyła Christine Warinner, genetyk z Uniwersytetu Harvarda. Jest ona współautorką obecnych badań, a przed kilkoma dniami opublikowała inne badania, w których informuje, że na zębach neandertalczyków i wczesnych H. sapiens znalazła mikroorganizmy, których dotychczas nie znano. Badania takie pokazują, że u ludzi na całym świecie doszło do zmiany mikrobimu. Współczesne społeczności nieprzemysłowe, w tym ich mikrobiomy, nie powinny być uważane za dobre przybliżenie do badania naszych przodków, mówi genetyk Mathieu Groussin z Massachusetts Institute of Technology.
      Badania te pokazują, że jeszcze w niedalekiej przyszłości nasze organizmy były zasiedlone przez znacznie bardziej zróżnicowane społeczności mikroorganizmów i mogły nie mieć czasu, by dostosować się do ich braku.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na szwedzkim Uniwersytecie Technologicznym Chalmersa powstał nowy materiał, który zapobiega infekcjom ran. To specjalny hydrożel, skuteczny przeciwko wszystkim typom bakterii, w tym lekoopornym. Jego opracowanie może przyczynić się do lepszej walki z antybiotykoopornymi bakteriami, które stanowią coraz bardziej poważny problem.
      Po przetestowaniu naszego hydrożelu na różnych typach bakterii, zaobserwowaliśmy, że jest on wysoce efektywny, również przeciwko bakteriom, które stały się oporne na antybiotyki, mówi profesor Martin Andersson.
      Substancją aktywną w mikrożelu są peptydy, niewielkie proteiny, które występują naturalnie w układzie odpornościowym. "Ryzyko, że bakterie rozwiną oporność na te peptydy jest bardzo małe, gdyż atakują one najbardziej zewnętrzną błonę bakterii. To powód, dla którego się nimi zainteresowaliśmy", stwierdza Andersson.
      Naukowcy od dawna próbowali wykorzystać te peptydy, jednak dotychczas bez powodzenia. Problem w tym, że po kontakcie z płynami organizmu, np. z krwią, bardzo szybko ulegają one rozpadowi. Szwedzcy naukowcy uwięzili te peptydy w specjalnym hydrożelu, który je chroni.
      To bardzo obiecujący materiał. Jest nieszkodliwy dla komórek, łagodny dla skóry. Z naszych badań wynika, że przyłączone do niego peptydy ulegają znacznie wolniejszej degeneracji niż normalnie, stwierdza doktorant Edvin Blomstrand z Wydziału Chemii i Inżynierii Chemicznej. Spodziewaliśmy się dobrych wyników, ale ten materiał naprawdę pozytywnie nas zaskoczył, dodaje Andersson.
      Komercjalizacją wynalazku zajmie się firma Amferia AB, której Andersson jest założycielem. Obecnie w wielu krajach Europy trwają testy kliniczne żelu. Badana jest też jego przydatność w weterynarii. Najprawdopodobniej będzie on stosowany w formie opatrunku. Niewykluczone, że na rynek trafi już w przyszłym roku.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...