Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Naukowcy z University of Illinois opracowali metodę hodowli ssaczych neuronów w komorach niewiele większych od nich samych. Nowe podejście wydłuża życie komórek nerwowych w warunkach zmniejszonej gęstości ich występowania. Dzięki temu w przyszłości będzie można badać wzrost i zachowanie pojedynczych komórek mózgu (Lab on a Chip).

Jak podkreśla Martha Gillette, neurony polegają na stałych dostawach białek i innych czynników troficznych, czyli odżywczych. Są one wydzielane przez same neurony i przez komórki pomocnicze, takie jak glej. To dlatego komórki nerwowe mają się najlepiej, gdy wzrastają w warunkach dużego zagęszczenia i w obecności innych neuronów. Upakowanie dużej liczby komórek na małej powierzchni nie ułatwia jednak zadania biologom, którzy chcieliby opisać zachowanie pojedynczych komórek.

Jedną z technik podtrzymywania kultur neuronów przy życiu jest trzymanie ich w medium z osocza. To zwiększa żywotność komórek nerwowych, ale, z drugiej strony, doprowadza do swego rodzaju skażenia. Trudno jest wtedy określić, które substancje zostały wyprodukowane przez neurony, a które pochodzą z osocza.

Chcąc wytropić komórkowe źródło czynników troficznych, naukowcy zmniejszyli wypełnione fluidem komory, w których hodowano neurony. Matthew Stewart wykonał minipojemniczki z żelu polidimetylosiloksanowego (ang. polydimethylsiloxane, PDMS). Jonathan Sweedler, szef zespołu naukowców, tłumaczy, że zminiaturyzowanie komory pozwoliło też zmniejszyć ilość płynu otaczającego komórki. Wskutek tego łatwiej jest zidentyfikować i pomierzyć substancje wydzielane przez neurony, ponieważ są one w mniejszym stopniu rozcieńczone.

Na tym jednak nie wyczerpały się pomysły ekipy z University of Illinois. Naukowcy oczyścili materiał wykorzystywany do konstruowania ścian komory. Larry Millet kilkakrotnie zanurzał PDMS w kąpieli chemicznej, by wypłukać z polidimetylosiloksanu zanieczyszczenia, które mogłyby zaszkodzić, a nawet zabić komórki. Millet opracował także technikę stopniowego perfundowania (przecedzania) płynu otaczającego neurony. Umożliwia to uzupełnienie zapasów składników odżywczych i wypłukanie produktów przemiany materii. Biolodzy zyskują przy tym cenny materiał do analiz: wszelkie związki chemiczne wydzielane przez pojedyncze neurony.

Dzięki wszystkim opisanym zabiegom udało się przez 11 dni hodować neurony z hipokampa szczurów. Do tej pory w aparaturze wykonanej z PDMS komórki nerwowe zachowywały żywotność przez góra 2 dni.

Nie tylko zwiększyliśmy żywotność komórek, ale także ich zdolność różnicowania się, by mogły bardziej przypominać dojrzałe neurony – cieszy się Sweedler.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Holenderski fizjolog z Maastricht University Mark Post poinformował, że jeszcze bieżącej jesieni może powstać pierwszy hamburger z próbówki. Post pracuje na stworzeniem metod masowej produkcji w laboratorium mięśni szkieletowych z komórek macierzystych. Ma on nadzieję, że w przyszłości jego wynalazek wyeliminuje potrzebę hodowli zwierząt.
      Jego pierwszy hamburger znajduje się wciąż w fazie eksperymentalnej jednak, jak powiedział Post podczas sympozjum „Następna rewolucja rolnicza“, odbywającego się podczas dorocznego spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Postępu w Nauce, do jesieni mają powstać tysiące fragmentów tkanki, które połączymy w hamburgera. Post poinformował, że jego badania otrzymały dofinansowanie w wysokości 250 000 euro. Sponsoruje je prywatna osoba, która chce w ten sposób przyczynić się do ochrony środowiska i wyżywienia świata.
      Pozyskiwanie mięsa i produktów mlecznych współczesnymi metodami wymaga większej ilości ziemi, wody, roślin i przyczynia się do wytwarzania większej ilości odpadów niż produkcja wszystkich innych rodzajów żywności.
      Do roku 2050 światowe zapotrzebowanie na mięso może zwiększyć się aż o 60%. Tymczasem większość ziemi nadającej się na pastwiska jest już wykorzystywana. Jedynym sposobem zwiększenia produkcji mięsa jest zatem zamiana w pastwiska kolejnych terenów. To może odbywać się tylko kosztem przyrody, utraty bioróżnorodności, będzie oznaczało większą emisję gazów cieplarnianych oraz częstsze epidemie.
      Hodowla zwierząt to największe zagrożenie w skali globalnej jakie sobie szykujemy. Co więcej jest to metoda nieefektywna, która od tysięcy lat nie uległa radykalnej zmianie - mówi Patrick Brown z Wydziału Medycyny Stanford University.
      Brown jest tak bardzo przekonany, że sytuacja musi ulec zmianie, iż założył dwie firmy i ma zamiar poświęcić resztę życia na badania nad stworzeniem substytutów mięsa i produktów mlecznych. Mają być to produkty nie do odróżnienia od prawdziwego mięsa czy mleka, które jednak w całości będą powstawały z roślin.
      Zarówno Brown jak i Post mówią, że ich pomysłami nie zainteresowała się żadna z firm zajmujących się produkcja mięsa.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Niewydolność serca wiąże się z pogorszeniem funkcjonowania poznawczego i utratą substancji szarej mózgu. Wg autorów badania, utrudnia to realizację zaleceń lekarza, np. pamiętanie o zażywaniu właściwych leków o wyznaczonej porze.
      Nasze wyniki pokrywają się z obserwacjami osób z niewydolnością serca, które mają problem z wdrożeniem złożonych zaleceń i sugerują, że wskazane są prostsze instrukcje.
      Prof. Osvaldo Almeida z Uniwersytetu Zachodniej Australii zbadał za pomocą testów poznawczych 35 pacjentów z niewydolnością serca (NS), 56 z chorobą niedokrwienną serca (ChNS), która często, ale nie zawsze towarzyszy niewydolności, oraz 64 zdrowe osoby (grupa kontrolna). Objętość istoty szarej w różnych częściach mózgu oceniano za pomocą rezonansu magnetycznego.
      Okazało się, że w porównaniu do grupy kontrolnej, pacjenci z niewydolnością serca wypadli gorzej pod względem pamięci bezpośredniej i długotrwałej, a także szybkości reakcji.
      W ramach naszego studium ustaliliśmy, że zarówno niewydolność, jak i choroba niedokrwienna serca wiążą się z utratą neuronów w określonych obszarach mózgu, które są ważne dla modulowania emocji i aktywności umysłowej. Jest ona silniej zaznaczona u osób z niewydolnością, ale może także występować u pacjentów z chorobą niedokrwienną bez niewydolności serca. [...] Ludzie z NS i ChNS wykazują, w porównaniu do grupy kontrolnej, drobne deficyty poznawcze. Ponownie są one bardziej widoczne u chorych z NS.
      Regiony, w których stwierdzono ubytki substancji szarej, odpowiadają za pamięć, wnioskowanie i planowanie. Istnieją dowody, że optymalizują one wydajność w wymagających wysiłku umysłowego złożonych zadaniach. W konsekwencji utarta komórek nerwowych w tych obszarach może upośledzić [...] pamięć, zdolność modyfikowania zachowania, hamowanie emocjonalne i poznawcze, a także organizację.
      O ile nam wiadomo, to pierwsze studium, w którym uwzględniono dodatkową grupę z ChNS, dzielącą czynniki ryzyka z NS. Pozwoliło nam to wykazać, że ubytki poznawcze mogą być niespecyficznym skutkiem narastającego wyniszczenia chorobą sercowo-naczyniową. Analizy ujawniły, że subtelnych deficytów nie da się wyjaśnić upośledzeniem frakcji wyrzutowej lewej komory, powszechnymi schorzeniami współwystępującymi czy markerami biochemicznymi.
      W przyszłości Almeida zamierza ustalić, za pośrednictwem jakich szlaków fizjologicznych HF prowadzi do utraty neuronów i pogorszenia funkcjonowania poznawczego i czy zmiany mają charakter postępujący.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Takao Furuno, właściciel kilkuhektarowego pola we wsi Keisen na japońskiej wyspie Kiusiu, zrezygnował z nawozów sztucznych i pestycydów, powierzając ich zadania kaczkom. Metoda wcale nie jest nowa, wystarczyło powrócić do korzeni...
      Hodowane przez niego kaczki, na których dodatkowo zarabia, sprzedając ich mięso, żywią się owadami i chwastami. Nie ruszają przy tym ryżu. Pływając i brodząc, wprowadzają do wody tlen i wzruszają glebę, a ich odchody stanowią naturalny nawóz.
      Sześćdziesięciojednolatek obniżył koszty produkcji rolnej. W porównaniu do sąsiadów, osiąga o 1/3 wyższe plony. Furuno jest nawet autorem podręcznika nt. tradycyjnej uprawy z pomocą ptaków pt. Moc kaczki. Wydał też książkę kucharską z przepisami na kaczkę w wielu wydaniach.
      Choć zaczęto o nim intensywniej pisać dopiero w zeszłym roku, ekologicznym rolnictwem para się już od 1978 r. Na początku w uprawę musiał wkładać dużo wysiłku. Szczególnie uciążliwe było pielenie ryżu. W 1988 r. odkrył jednak metodę swoich przodków - hodowlę kaczek na polach. Gdy poradził sobie z chorobami ptaków i atakami ze strony błąkających się psów, szybko zaczął osiągać imponujące rezultaty.
      Drobni rolnicy z Tajlandii, Laosu czy Kambodży, którzy poszli w jego ślady, podwoili swoje przychody, a wydajność ich pól wzrosła aż o 30%. Ważne jest to, że "kaczy" ryż można sprzedać o 20-30% drożej od zboża spryskiwanego pestycydami i podlewanego nawozami. Specjaliści podkreślają, że ryzyko ekonomiczne związane z wprowadzeniem kaczek nie jest duże, bo ich hodowla pozwala zdywersyfikować źródła przychodu. Pionier szacuje, że "jego" metodę wdrożono w 75 tys. farm na terenie Azji, w tym w ponad 10 tys. japońskich.
      Furuno nie tylko sam napisał książkę, ale i trafił na karty opracowania pt. 80 ludzi, którzy zmienili świat autorstwa Sylvaina Darnila i Mathieu Le Roux. Podążając tropem ciekawostek na jego temat, nie można nie wspomnieć, że w 2002 r. wystąpił na forum ekonomicznym w Davos.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Betacellulina (BTC), białko wytwarzane przez naczynia krwionośne mózgu, może wspomóc regenerację przy pourazowym uszkodzeniu mózgu lub w przebiegu jakiejś choroby, np. demencji. Okazuje się, że u myszy BTC stymuluje mózgowe komórki macierzyste, by się dzieliły i tworzyły nowe neurony.
      Neurogeneza - powstawanie nowych neuronów - jest u ssaków ograniczona głównie do okresu prenatalnego i tuż po urodzeniu, jednak wykazano, że dzięki 2 niszom komórek macierzystych może zachodzić również w dorosłym mózgu. Nisze dostarczają neurony do opuszki węchowej, która odpowiada za powonienie i do zaangażowanego w pamięć i uczenie hipokampa (tutaj trafiają komórki z zakrętu zębatego formacji hipokampa).
      Nisze wytwarzają różne sygnały, które kontrolują tempo podziału komórek macierzystych i wpływają na to, do jakich komórek się one zróżnicują. W zwykłych warunkach komórki macierzyste z tych okolic wytwarzają neurony, ale w odpowiedzi na uraz, np. udar, mają tendencję do przekształcania się w glej, co prowadzi do powstawania blizn.
      Nisze komórek macierzystych w mózgu nie są dobrze poznane, ale wydaje się, że los komórek macierzystych kontroluje wiele współdziałających czynników. Sądzimy, że czynniki te są doskonałe wyważane, by precyzyjnie kontrolować liczbę nowych neuronów, które mają zaspokoić rozmaite zapotrzebowania zdrowego narządu. W przypadku urazu bądź choroby komórki macierzyste nie radzą sobie ze zwiększonym zapotrzebowaniem albo kosztem długoterminowych napraw, traktują priorytetowo kontrolę [świeżych] uszkodzeń - opowiada dr Robin Lovell-Badge z brytyjskiego Medical Research Council.
      Naukowcy pracowali na modelu mysim. Badali wpływ BTC, które powstaje w komórkach naczyń krwionośnych w obrębie nisz, na tempo neurogenezy. Okazało się, że betacellulina stanowi sygnał dla neuroblastów (komórek macierzystych neuronów i komórek gleju), by zaczęły się dzielić. Podanie gryzoniom dodatkowego BTC zwiększyło liczbę komórek macierzystych, prowadząc do powstania wielu nowych neuronów. Kiedy zwierzętom zaadministrowano przeciwciała blokujące aktywność BTC, neurogeneza została zahamowana. Ponieważ betacellulina powoduje, że komórki macierzyste przekształcają się raczej w neurony niż w glej, można ją wykorzystać w medycynie regeneracyjnej.
      W przyszłości akademicy zamierzają zbadać funkcje BTC w zdrowym mózgu oraz sprawdzić, jaką funkcję w uszkodzonym mózgu spełnia samo białko, a także BTC w połączeniu z przeszczepem nerwowych komórek macierzystych.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Nieinwazyjnie płeć dziecka można określić na usg. dopiero w 2. trymestrze ciąży, wygląda jednak na to, że niecierpliwi przyszli rodzice nie będą już musieli tyle czekać. By rozstrzygnąć, czy urodzi się chłopczyk, czy dziewczynka, wystarczy w 1. trymestrze określić stosunek enzymów DYS14 i GAPDH w matczynym osoczu (FASEB Journal).
      Generalnie wczesne określanie płci było [wcześniej] możliwe dzięki inwazyjnym procedurom, takim jak biopsja kosmówki czy punkcja owodni. Nadal wiążą się one jednak z 1-2-proc. ryzykiem poronienia i nie mogą być przeprowadzane do 11. tygodnia ciąży. Ponadto wiarygodne określenie płci za pomocą ultrasonografii nie jest możliwe w pierwszym trymestrze, bo zewnętrzne narządy płciowe nie są jeszcze w pełni rozwinięte - wyjaśnia dr Hyun Mee Ryu ze Szkoły Medycznej KwanDong University w Seulu.
      Koreańczycy badali osocze 203 kobiet w pierwszym trymestrze ciąży. Potwierdzono obecność płodowego DNA. Dzięki zastosowaniu zwielokrotnionej łańcuchowej reakcji polimerazy (PCR) w czasie rzeczywistym naukowcy mogli jednocześnie określić poziom DYS14 i GAPDH. Wyniki potwierdzono, odnotowując płeć dziecka po narodzinach.
×
×
  • Create New...