Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Polifenol zielonej herbaty pomaga terapeutycznemu siRNA dostać się do komórki

Recommended Posts

Składnik zielonej herbaty - flawonoid galusan epigallokatechiny (EGCG) - pomaga terapeutycznemu krótkiemu interferującemu RNA (ang. small interfering RNA, siRNA) wniknąć do komórki.

Naukowcy wspominają o dużym potencjale terapeutycznym siRNA, który może wyciszać ekspresję genów związanych z chorobami. Problemem jest jednak, by siRNA dostał się do komórki i mógł zacząć wykonywać swoje zadanie. Ponieważ siRNA są stosunkowo duże i mają ujemny ładunek, niełatwo im pokonać błonę komórkową. Poza tym są one podatne na rozkład przez enzymy - rybonukleazy (RN-azy).

By jakoś rozwiązać te problemy, naukowcy próbowali powlekać siRNA różnymi polimerami. Niewiele to jednak pomogło; te o niskiej masie molekularnej nie były toksyczne, ale nie potrafiły dostarczyć siRNA do cytozolu, zaś te o dużej masie dawały radę, ale były silnie cytotoksyczne.

Zespół Yiyuna Chenga zaczął się więc zastanawiać nad wykorzystaniem EGCG, który silnie wiąże się z RNA. Gdyby jeszcze dodać polimer o niskiej masie molekularnej, można by uzyskać nanocząstki, które bezpiecznie dostarczą siRNA do komórek.

Podczas eksperymentów EGCG i siRNA samoorganizowały się w ujemnie naładowany rdzeń, który naukowcy powlekali skorupą z polimeru o niskiej masie molekularnej.

W hodowlach komórkowych nanocząstki skutecznie wyłączały ekspresję kilku wybranych genów, a to znaczy, że potrafiły pokonać barierę błony komórkowej. Później autorzy publikacji z pisma ACS Central Science testowali swoje nanocząstki na myszach, u których stan zapalny (uraz) jelita wywołano za pomocą soli sodowej siarczanu dekstranu (ang. dextran sodium sulfate, DSS). W tym przypadku miały one obrać na cel enzym prozapalny. Okazało się, że zastosowanie nanocząstek doprowadziło do zelżenia/wyeliminowania objawów, w tym utraty wagi czy skrócenia jelita grubego.

Cheng i inni uważają, że zaobserwowane zjawiska to nie tylko skutek wyciszenia genów przez siRNA, ale także wynik przeciwutleniającej i przeciwzapalnej aktywności galusanu epigallokatechiny.


« 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
      Josef Käs z Uniwersytetu w Lipsku i Ingolf Sack z Charité-Universitätsmedizin Berlin wykazali, że rozprzestrzenianie się komórek nowotworu mózgu zależy zarówno od ich właściwości fizycznych, jak i biomechanicznych. Zdaniem naukowców, niewielka zmiana w elastyczności komórek glejaka – najbardziej niebezpiecznego z nowotworów mózgu – znacząco zmienia jego zdolność do przerzutowania.
      Sack jest chemikiem, a Käs fizykiem. Obaj specjalizują się w badaniu nowotworów, ale z różnej perspektywy. Sack bada mechaniczne właściwości tkanek, opracował technikę elastografii rezonansu magnetycznego, będącej połączeniem drgań o niskiej częstotliwości i rezonansu magnetycznego. Jest ona wykorzystywana do śledzenia postępów chorób. Z kolei Käs to optycznej pułapki, w której za pomocą laserów można deformować miniaturowe miękkie obiekty, jak komórki, badając ich elastyczność i zdolność do odkształcania się.
      Już przed dwoma laty obaj naukowcy zauważyli, że komórki glejaka są bardziej miękkie i mniej lepkie niż komórki nowotworowe guzów niezłośliwych. Jako, że glejaka trudno jest usunąć, gdyż wysuwa on niewielkie „macki” do otaczającej go tkanki, naukowcy zdali sobie sprawę, że rozprzestrzenianie się tego nowotworu może być napędzane wyłącznie prawami fizyki. Pojawianie się tego typu „macek” to bowiem dobrze znane zjawisko z fizyki płynów, gdy płyn o niskiej lepkości zostanie wprowadzony do innego płynu.
      Naukowcom udało się zrekrutować do badań ośmiu pacjentów, czterech z łagodnym guzem mózgu i czterech z guzami złośliwymi, w tym trzech z glejakiem. Wyniki badań zaskoczyły samych badaczy. Niezwykłą rzeczą był fakt, że właściwości mechaniczne pojedynczej komórki były odzwierciedlane we właściwościach mechanicznych całej tkanki, mówi Käs. Uzyskane dane wskazują jednak, na bardziej złożony obraz niż po prostu lepkie komórki tworzące lepki guz.
      Zgodnie z wcześniejszymi badaniami guzy złośliwe były bardziej miękkie i mniej lepkie niż guzy łagodne. Jednak, i to właśnie było zaskakujące, tworzące je komórki nie były mniej lepkie. Okazało się, że najważniejsza jest zdolność komórek do rozciągania i ich elastyczność. To ona była skorelowana ze zdolnością tkanki do „płynięcia”. Komórki guza, żeby się rozprzestrzeniać, musiały być zdolne do przeciskania się pomiędzy innymi komórkami. Zdaniem naukowców, to właśnie ta elastyczność, a nie lepkość, jest najważniejszym czynnikiem decydującym o zdolności tkanki do rozprzestrzeniania się.
      Komórki nowotworowe nie muszą dokonywać specjalnych zmian genetycznych, by rozpocząć proces „wysuwania macek”. Wystarczy, że mają odpowiednie właściwości mechaniczne. To wystarcza do bardzo inwazyjnego rozrostu tkanki, stwierdza Käs.
      Dokonane przez niemieckich uczonych odkrycie to jednocześnie z terapeutycznego punktu widzenia zła i dobra wiadomość. Zła, gdyż właściwości mechaniczne trudniej zaburzyć niż procesy molekularne. Dobrą zaś jest sam fakt, że poznaliśmy ten mechanizm. Jeśli zmiany fizyczne mogą spowodować, że guz staje się bardziej złośliwy, to mogą też doprowadzić do tego, że stanie się bardziej łagodny. Zrozumienie tego procesu może w przyszłości przyczynić się do rozwoju nowych terapii.
      Więcej na ten temat przeczytamy w piśmie Soft Matter.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Nowo odkryty rodzaj komórek kości może stać się celem przyszłych terapii leczących osteoporozę i inne schorzenia szkieletu. Komórki, nazwane osteomorfami, zostały odkryte we krwi i szpiku przez naukowców z Garvan Institute of Medical Research. Wiemy już, że łączą się tworząc komórki kościogubne – osteoklasty – które zgodnie ze swoją nazwą mają zdolność do rozpuszczania i resorpcji tkanki kostnej.
      Osteomorfy mają unikatowy profil genetyczny co jest potencjalnie bardzo obiecującą cechą, gdyż być może uda się to wykorzystać do terapii biorącej na cel dokładnie te komórki. To odkrycie zmienia reguły gry, gdyż nie tylko pomaga w zrozumieniu biologii kości, ale potencjalnie otwiera drogę do leczenia osteoporozy. W osteoplastach dochodzi do ekspresji kilkunastu genów, które wydają się mieć związek z tą chorobą kości, mówi współautor badań, Tri Giang Phan.
      Szkielet to, jak mówią autorzy badań, dynamiczny organ, który przez całe nasze życie jest ciągle przebudowywany w reakcji na bodźce ze środowiska. Na poziomie molekularnym dochodzi do nieustannych zmian. Wyspecjalizowane komórki rozpuszczają starą tkankę kostną i budują nową. Takie przemodelowanie to wspólny wysiłek dwóch rodzajów komórek, osteoklastów absorbujących starą tkankę i osteoblastów, które tworzą nową. Ich skuteczne działanie wymaga dobrej koordynacji w czasie i przestrzeni. Zaburzenie równowagi działania tych komórek prowadzi do osłabienia kości, w tym do osteoporozy.
      O ile nauka dobrze rozumie role osteklastów w rozwoju takich chorób jak osteoporoza, to ich biologia jest znacznie słabiej poznana. Dlatego właśnie naukowcy z Garvan Institute chcieli się im bliżej przyjrzeć. Podczas badań na modelu mysim zauważyli, że osteoklasty robią zadziwiającą rzecz – dzielą się na mniejsze komórki, a potem łącząc, ponownie tworząc osteoklasty.
      To zupełnie nieznany dotychczas proces. Do tej pory uważano, że gdy osteoklasty wykonają swoją robotę, zachodzi apoptoza i komórki giną. Zauważyliśmy jednak, że przechodzą one swoisty recykling, w podczas którego dzielą się i łącza ponownie. Być może proces ten wydłuża ich życie. Odkryliśmy też te podzielone komórki w krwi i szpiku, co wskazuje, że przemieszają się one do innych części szkieletu. Mogą stanowić rezerwę dla innych komórek w miejscach, gdzie są potrzebne, stwierdza doktor Michelle McDonald.
      Szczegółowe badania wykazały też, że nowo odkryte komórki włączają liczne geny. Do ekspresji wielu z nich dochodzi też w osteoklastach, ale ekspresja niektórych była czymś nowym. To na przekonało, że mamy do czynienia z nowym typem komórek, które nazwaliśmy osteomorfami, wyjaśnia Weng Hua Khoo.
      Następnie, we współpracy z kolegami z Imperial College London, uczeni z Garvan zbadali, co się tanie, gdy w modelu mysim wyłączą 40 genów aktywowanych w osteomorfach. Okazało się, że wyłączenie 17 z nich wpłynęło na ilość tkanki kostnej i wytrzymałości kości. Gdy uczeni przejrzeli bazy danych ludzkiego genomu stwierdzili, że te 17 genów powiązanych jest u ludzi z występowaniem dysplazji kostnych oraz kontrolą mineralizacji kości. To pokazało, jak ważne są osteomorfy mówi doktor Peter Croucher.
      W podsumowaniu swoich badań naukowcy stwierdzili, że geny osteomorfów odgrywają rolę w patogenezie zarówno rzadkich monogenicznych jak i częstych poligenicznych chorób układu kostnego, takich jak osteoporoza.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Fale dźwiękowe o niskiej intensywności mogą selektywnie zabijać komórki nowotworowe, nie uszkadzając przy tym zdrowej tkanki. Dotychczas w onkologii używano ultradźwięków o wysokiej intensywności, za pomocą których podgrzewa się komórki do wysokiej temperatury. Ta metoda zabija jednak wszystkie komórki na danym obszarze.
      Badania nad wykorzystaniem pulsujących ultradźwięków o niskiej intensywności (low-intensity pulsed ultrasound – LIPUS) rozpoczęły się przed pięcioma laty na California Institute of Technology (Caltech). Wtedy to profesor Michael Ortiz zzaczł się zastanawiać, czy fizyczne różnice pomiędzy komórkami nowotworowymi a zdrowymi – ich wielkość, grubość ściany komórkowej czy rozmiary struktur wewnętrznych – mogą wpłynąć na to, w jaki sposób wibrują pod wpływem ultradźwięków i czy w ten sposób można zabić komórkę nowotworową.
      Ortiz stworzył więc model matematyczny, za pomocą którego badał, jak komórki będą reagowały na ultradźwięki o róznej częstotliwości. W 2016 roku naukowiec poinformował, że istnieją różnice w rezonansie pomiędzy komórkami zdrowymi i nowotworowymi. Te różnice oznaczały, że – przynajmniej teoretycznie – precyzyjnie dobierając częstotliwość fali dźwiękowej, można wprowadzić komórki nowotworowe w taki rezonans, że ich ściany ulegną zniszczeniu. Jednocześnie zaś nie będzie to szkodziło zdrowym komórkom. Ortiz nazwał cały proces onkotripsją, od greckich słów ὄγκος (guz) i τρίβω (ścieram).
      Uczony, podekscytowany uzyskanymi wynikami, zaprosił do współpracy kilu innych naukowców z Caltechu, w tym wynalazcę Mory'ego Ghariba, który specjalizuje się w technologiach medycznych i ich komercjalizacji, współpracującego z nim doktoranta Davida Mittelsteina, pracującego nad różnymi protezami czy eksperta od ultradźwięków profesora Mikhaila Shapiro. Do grupy dołączyło też kilku ekspertów w dziedzinie onkologii. Gdy usłyszałem o tym pomyśle, byłem zaintrygowany. Jeśli to się powiedzie, powstanie rewolucyjna metoda walki z nowotworami, mówi profesor Peter P. Lee, dyrektor Wydziału Immunoterapii Onkologicznej w City of Hope, centrum badawczym w Duarte.
      Naukowcy zbudowali prototypowe urządzenie i rozpoczęli testy. Badali różne typy komórek nowotworowych, poddając je ultradźwiękom o różnej częstotliwości. Sprawdzali też, w jaki sposób częstotliwości te wpływają na zdrową tkankę.
      Profesor Lee mówi, że celem zespołu jest nie tylko zabijanie komórek nowotworowych, ale też przywabienie na miejsce zniszczonego guza komórek układu odpornościowego, by zabiły one te komórki, które przeżyły terapię ultradźwiękami. Guzy nowotworowe są heterogeniczne. Jest niemal niemożliwe znalezienie takiej częstotliwości dźwięku, by zabił on wszystkie komórki pojedynczego guza. Jeśli jakieś komórki przetrwają, to guz odrośnie, mówi Lee. Stąd potrzeba zaangażowania w terapii również układu odpornościowego.
      Każdego dnia w organizmie człowieka giną dziesiątki milionów komórek. Większość z nich umiera w wyniku naturalnego procesu zwanego apoptozą. Bywa jednak i tak, że komórki giną w wyniku infekcji czy zranienia. Układ odpornościowy potrafi odróżnić apoptozę od zranienia. Ignoruje śmierć komórki w wyniku apoptozy, gdy jednak komórka ginie w wyniku infekcji, komórki układu odpornościowego zjawiają się na miejscu, by walczyć z patogenami.
      Grupa Ortiza ma zamiar stworzyć taki system ultradźwiękowy, by układ odpornościowy otrzymywał informację, że doszło do śmierci komórek w wyniku ich uszkodzenia. To spowodowałoby mobilizację limfocytów, które po przybyciu na miejsce zabiją, jak mają naukowcy nadzieję, pozostałe przy życiu komórki nowotworowe.
      Na razie udane eksperymenty przeprowadzono na różnego typu komórkach hodowanych w laboratorium. Na ich podstawie udoskonalono prototypowe urządzenie do ultrasonografii. Dowiadujemy się coraz więcej na temat tego, jak wibrują poszczególne rodzaje komórek nowotworowych i jak pojawiają się u nich uszkodzenia, stwierdzają uczeni. W następnym etapie badań mają zamiar sprawdzić, jak system ultradźwiękowy poradzi sobie z całymi guzami nowotworowymi. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, w przyszłości rozpoczną się testy na zwierzętach, a później na ludziach.
      Szczegóły badań ukazały się na łamach Applied Physics Letters, w artykule zatytułowanym Selective ablation of cancer cells with low intensity pulsed ultrasound.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Amerykańscy naukowcy stworzyli pierwsze żywe maszyny. Zbudowali je z komórek żaby szponiastej (Xenopus laevis), bezogonowego płaza zamieszkującego Afrykę. Roboty poruszają się i można je dostosowywać do swoich potrzeb. Jednym z najbardziej udanych jest miniaturowa maszyna wyposażona w dwie nogi. Z kolei inny projekt zawiera wewnątrz otwór, w którym może transportować niewielkie ładunki.
      Jak zapewnia Michael Levin, dyrektor Allen Discovery Center na Tufts University, to całkowicie nowe formy życia. Nigdy wcześniej nie istniały one na Ziemi. To żywe, programowalne organizmy. Tego typu rozwiązanie ma olbrzymie zalety w porównaniu z tradycyjnymi robotami. Po pierwsze, żywe roboty potrafią samodzielnie się naprawić. Po drugie zaś, można je zaprogramować tak, by po wykonaniu zadania ginęły, ulegając naturalnemu rozkładowi, jak inne organizmy żywe.
      Ich twórcy uważają, że w przyszłości tego typu roboty mogą np. oczyszczać oceany z mikroplastiku, samodzielnie lokalizować i przetwarzać toksyczne substancje, dostarczać leki do wyznaczonego miejsca w organizmie czy w końcu oczyszczać ze złogów ściany naczyń krwionośnych.
      Projektowaniem robotów zajmuje się specjalny „algorytm ewolucyjny” działający na superkomputerze. Projektowanie zaczyna się od symulacji przypadkowego połączenia 500 do 1000 komórek skóry i serca. Następnie każdy z takich robotów jest wirtualnie testowany. Te projekty, które najlepiej odpowiadają oczekiwaniu naukowców, mają największą szansę wykonać założone zadania, są dalej rozwijane i na ich podstawie tworzy się nowe roboty.
      Urządzenia są napędzane przez komórki serca, które spontanicznie kurczą się i rozszerzają, działając jak niewielkie silniki. Robotów nie trzeba niczym zasilać. Komórki mają na tyle dużo energii, że żyją przez 7-10 dni.
      Grupa Levina poczekała na 100. generację robotów stworzonych przez algorytm i z niej wybrała niektóre projekty do zbudowania ich w laboratorium. Jako, że do stworzenia maszyn użyto komórek Xenopus, urządzenia zyskały miano „xenobotów”.
      Architektura xenobotów jest, jak zapewniają twórcy, skalowalna. Podczas eksperymentów z prawdziwymi robotami powstały takie, które poruszały się w wodzie po linii prostej, inne krążyły w kółko, jeszcze inne tworzyły grupy. Można je wyposażyć w naczynia krwionośne, układ nerwowy czy komórki odbierające np. bodźce świetlne i stworzyć w ten sposób proste oczy. Jeśli do zbudowania robotów użyjemy komórek ssaków, urządzenia będą mogły pracować na suchym lądzie.
      Głównym celem prac zespołu Levina jest zrozumienie życia i tego, jak ono powstaje i funkcjonuje. Oczywiście rodzi to wiele pytań etycznych, chociażby o status xenobotów. Czy należy uznawać je za roboty, czy za organizmy żywe. I do jakiego stopnia złożony powinien być ich układ nerwowy.
      Xenoboty zostały szczegółowo opisane na łamach PNAS, w artykule A scalable pipeline for designing reconfigurable organisms.


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Galusan epigallokatechiny (EGCG), przeciwutleniacz zielonej herbaty, może pomóc w eliminowaniu lekoopornych bakterii. Okazuje się bowiem, że odtwarza on aktywność aztreonamu, antybiotyku stosowanego do leczenia infekcji spowodowanych pałeczką ropy błękitnej (Pseudomonas aeruginosa).
      Pałeczka ropy błękitnej wiąże się z poważnymi zakażeniami układu oddechowego oraz krwi. W ostatnich latach stała się ona oporna na wiele podstawowych klas antybiotyków. Obecnie, by zwalczyć P. aeruginosa, wykorzystuje się zestawy antybiotyków. Tak czy siak zakażenia tą oportunistyczną bakterią stają się coraz trudniejsze do leczenia, bo problem oporności narasta.
      Na początku naukowcy z Uniwersytetu Surrey przeprowadzili testy in vitro. Analizowali, jak EGCG i aztreonam oddziałują na wielolekooporne P. aeruginosa w pojedynkę i razem. Okazało się, że łącznie galusan epigallokatechiny i aztreonam były o wiele skuteczniejsze niż każdy z tych związków w pojedynkę.
      Synergiczną aktywność "duetu" potwierdzono in vivo na barciaku większym (Galleria mellonella). Brytyjczycy stwierdzili, że u larw motyli potraktowanych EGCG z aztreonamem przeżywalność była znacząco większa niż u G. mellonella poddawanych monoterapii. Ponadto zarówno w przypadku ludzkich keratynocytów, jak i larw barciaka zaobserwowano minimalną bądź zerową toksyczność EGCG.
      Autorzy artykułu z Journal of Medical Microbiology uważają, że EGCG może ułatwiać zwiększony wychwyt aztreonamu, bo bakterie stają się bardziej "przenikalne". Inne wyjaśnienie jest takie, że galusan epigallokatechiny interferuje ze szklakiem biochemicznym związanym z wrażliwością na antybiotyk.
      Światowa Organizacja Zdrowia umieściła lekooporne P. aeruginosa na liście krytycznych zagrożeń dla ludzkiego zdrowia. My wykazaliśmy, że można wyeliminować takie zagrożenia za pomocą naturalnych produktów, połączonych z już wykorzystywanymi antybiotykami [...] - podsumowuje prof. Roberto La Ragione.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...