Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Specjaliści z MIT-u zaprojektowali wdychalną postać mRNA. Aerozol może być podawany bezpośrednio do płuc, by pomagać w leczeniu szeregu schorzeń, np. mukowiscydozy.

Badacze z zespołu prof. Daniela Andresona wykazali, że potrafią spowodować, że komórki płuc myszy będą produkować docelowe białko, w tym przypadku bioluminescencyjne. Jeśli to samo uda się osiągnąć z białkami terapeutycznymi, można by w ten sposób leczyć różne choroby płuc.

Matrycowy RNA (mRNA) przenosi informację genetyczną o sekwencji poszczególnych polipeptydów z genów do aparatu translacyjnego. Wielu naukowców pracowało nad mRNA do terapii chorób genetycznych bądź nowotworów (generalnie chodziło o zamienienie własnych komórek pacjenta w fabryki leków).

Ponieważ mRNA łatwo ulega w organizmie rozkładowi, musi być transportowane w zabezpieczającym nośniku.

W najnowszym studium zespołowi Andersona zależało na stworzeniu wdychalnej formy mRNA. Na początku Amerykanie musieli opracować materiał, który stabilizowałby RNA podczas dostarczania aerozolu. W ramach wcześniejszych badań nad dostarczaniem wdychalnego DNA do płuc przyglądano się polietyleniminie (PEI). Ponieważ jednak PEI nie ulega łatwemu rozkładowi, powtarzalne aplikacje, które wydają się konieczne przy terapii mRNA, mogłyby doprowadzić do akumulacji polimeru i wystąpienia skutków ubocznych.

Aby tego uniknąć, ekipa z MIT-u skupiła się na biodegradowalnych hiperrozgałęzionych poli(β-aminoestrach). Naukowcy uzyskali sfery o średnicy ok. 150 nanometrów z mieszaniną polimeru i mRNA lucyferazy (były to polipleksy, czyli kompleksy oparte na kationowym polimerze). Mgiełkę dostarczono do płuc myszy za pomocą nebulizera.

Po zainhalowaniu aerozolu nanocząstki występujące w każdej kropli dostają się do komórek i instruują je, by na podstawie mRNA wyprodukować konkretne białko - wyjaśnia dr Asha Patel, która kiedyś pracowała na MIT, a obecnie jest zatrudniona w Imperial College London.

Okazało się, że dobę po zainhalowaniu mRNA komórki płuc wytwarzały bioluminescencyjne białko. Ilość białka stopniowo malała z czasem, aż do momentu zniknięcia mRNA. Akademicy byli w stanie podtrzymać stały poziom białka, podając gryzoniom następne dawki polipleksów. Zastosowana strategia pozwoliła na równomierną dystrybucję mRNA lucyferazy we wszystkich 5 płatach płuc. Podanie polipleksów hPBAEs (ang. hyperbranched poly(beta amino esters), hPBAEs) ograniczało się tylko do płuc; w innych tkankach nie zaobserwowano luminescencji.

Dalsze analizy płuc pokazały, że mRNA było wychwytywane głównie przez komórki nabłonkowe.

Co istotne, autorzy publikacji z pisma Advanced Materials wykazali, że nanocząstki można liofilizować, co sugeruje, że do dostarczania dałoby się wykorzystać także wygodniejszy dla pacjentów inhalator.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Pewnie wszelkiej maści służby już analizują wyniki badań. To wręcz idealna i niewykrywalna broń do zadań specjalnych. Dać organizmowi sygnał poprzez niewidzialny aerozol, żeby w ciągu kilku dni naprodukował sobie troszkę jakiegoś mocno toksycznego białka które zabije "pacjenta".Czego chcieć więcej?

 

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
      Nanocząstki tlenku miedzi nie tylko zabiły guzy nowotworowe u myszy i wzmocniły jej układ odpornościowy, ale również uniemożliwiły ponownie zaimplementowanie nowotworu u zwierząt. Autorzy nowych badań twierdzą, że ich technika może być przydatna w zwalczaniu 60% wszystkich nowotworów.
      Grupa ekspertów z Uniwersytetu Katolickiego w Leuven (KU Leuven), Uniwersytetu w Bremie, Instytutu Inżynierii Materiałowej im. Leibniza oraz Uniwersytetu w Ioanninie odkryła, że guzy nowotworowe są wrażliwe na działanie nanocząstek tlenku miedzi. Gdy związki takie znajdą się w organizmie, rozpuszczają się i stają się toksyczne. Jednak dzięki użyciu tlenku żelaza do stworzenia wspomnianych nanocząstek naukowcy byli w stanie kontrolować cały proces i wyeliminować komórki nowotworowe bez szkodzenia zdrowym tkankom.
      Każdy materiał w nanoskali ma nieco inne właściwości niż jego większa wersja. Jeśli byśmy połknęli duże ilości tlenków metali, byłoby to niebezpieczne, jednak w nanoskali w kontrolowanych, bezpiecznych i odpowiednich stężeniach mogą przynosić nam korzyści, mówi profesor Stefaan Soenen z KU Leuven.
      Początkowo nowotwór zaatakowano za pomocą samych nanocząstek, ale, zgodnie z przewidywaniami naukowców, choroba wróciła. Połączono więc nanocząstki i immunoterapię. Zauważyliśmy, że związki miedzi nie tylko bezpośrednio zabijały komórki guza, ale wspomagały układ odpornościowy w walce z nimi, opowiada doktor Bella B. Manshian.
      Nanocząstki całkowicie wyeliminowały z organizmów myszy guzy nowotworowe wywołane nowotworami płuc i jelita grubego. Co więcej jednak, gdy naukowcy wstrzyknęli myszom komórki nowotworowe obu typów, zostały one błyskawicznie unieszkodliwione przez układ odpornościowy.
      Naukowcy stwierdzają, że ich technika może być używana w przypadku około 60% nowotworów. Dotyczy to tych chorób, które zaczynają się od mutacji genu p53. To m.in. nowotwory piersi, płuc, jajników czy jelita grubego. Największą zaletą nowej techniki jest możliwość wyeliminowania chemioterapii z procesu leczenia.
      Pełny opis badań opublikowano na łamach Angewandte Chemie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pierwszy w Polsce jednoczesny przeszczep wątroby i obu płuc przeprowadzili z sukcesem w Zabrzu lekarze z dwóch ośrodków – tamtejszego Śląskiego Centrum Chorób Serca i Samodzielnego Publicznego Szpitala Klinicznego im. A. Mielęckiego w Katowicach. Do tej pory na całym świecie wykonano jedynie ok. 80 takich zabiegów – podało w piątek ŚCCS.
      Skomplikowaną, 14-godzinną operację przeprowadzono 11 września u 21-letniego pacjenta, mieszkańca woj. śląskiego, chorującego na mukowiscydozę. Choroba doprowadziła u niego do nieodwracalnego uszkodzenia płuc oraz ciężkich zaburzeń metabolicznych. Wielonarządowy przeszczep był dla niego jedyną szansą na przeżycie.
      Pacjent jest obecnie w doskonałej formie, mimo że przeszedł tak rozległą operację. Je, chodzi, dobrze się wentyluje, wątroba pracuje idealnie – powiedział w piątek PAP dr hab. Robert Król ze szpitala im. Mielęckiego, który kierował zespołem przeszczepiającym wątrobę.
      Mukowiscydoza, inaczej zwłóknienie torbielowate (ang. cystic fibrosis, CF) to najczęściej występująca choroba genetyczna. Zaliczana jest jednak do chorób rzadkich. Najbardziej typowe jej objawy to bardzo słony pot, niedobór wagi, częste, trudne do leczenia zapalenia płuc. Uszkodzony gen wywołuje nadmierną produkcję i zagęszczenie śluzu w organizmie, co zaburza pracę wszystkich narządów mających gruczoły śluzowe; objawy obejmują najczęściej układ oddechowy i pokarmowy. Gęsty i lepki śluz zalega w oskrzelach i oskrzelikach oraz blokuje przewody trzustkowe.
      W przypadku układu oddechowego utrudnia oddychanie, prowadzi do nawracających zakażeń oskrzeli i przewlekłego stanu zapalnego, wywołanego rozwojem bakterii, a w konsekwencji do trwałego uszkodzenia tkanki płucnej. W układzie pokarmowym gęsty śluz zaburza proces wydzielania przez trzustkę enzymów, odpowiedzialnych za rozkładanie i wchłanianie tłuszczów, węglowodanów i białek. Jak wyjaśnił Robert Król, u 5 do 7 proc. pacjentów z mukowiscydozą oprócz niewydolności płuc dochodzi też do niewydolności wątroby.
      Szczegóły tej operacji lekarze z obu ośrodków przedstawią podczas briefingu prasowego, który odbędzie się we wtorek w ŚCCS w Zabrzu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Opracowane przez Polaków nanocząstki zatrzymywane są w komórkach nowotworowych, ale usuwane z komórek zdrowych. Jeśli w takim nanometrowym koniu trojańskim umieści się świecące lub magnetyczne znaczniki albo lek, uzyskamy sposób na diagnozę lub leczenie nowotworów.
      Naukowcy z Instytutu Fizyki PAN we współpracy z naukowcami ze Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego opracowali nanocząstki z tlenku cynku i tlenku cyrkonu. Mają być one jak koń trojański dostarczany do komórek. Zdrowe komórki szybko rozpoznają w nich podstęp, a komórki nowotworowe - nie. W nanokoniu trojańskim ukrywać się będą związki, które zdemaskują komórki nowotworowe lub zniszczą je od środka.
      Nanocząstki przeszły już pozytywnie testy toksykologiczne in vitro i in vivo. Odbyły się też już pierwsze badania w klinice weterynaryjnej. Przeprowadzono badania szczurka, "pacjenta" kliniki. Szczurek źle się czuł, ale nie było wiadomo, co mu dolega. Podaliśmy mu do wypicia zawiesinę z naszymi nanocząstkami zawierającymi cząstki magnetyczne. Dzień później wykonaliśmy badanie w rezonansie magnetycznym i zauważyliśmy silny sygnał pochodzący od tych nanocząstek w węzłach chłonnych. Dzięki temu mogliśmy wskazać, że tam zlokalizowany jest nowotwór. Zwierzę zoperowano, a szczurek odzyskał wigor i wyzdrowiał - opowiada w rozmowie z PAP prof. Marek Godlewski z IF PAN.
      Od badania na pojedynczym szczurku do badania na ludziach jeszcze daleka i kosztowna droga, ale wyniki te dają nadzieję, że pomysł polskich naukowców naprawdę ma potencjał na zastosowanie.
      Prof. Godlewski wyjaśnia, że od początku priorytetem w badaniach było to, by nanocząstki - które wnikać będą do komórek w całym organizmie - były dla pacjenta całkowicie bezpieczne. Dlatego zdecydowano się zastosować nanocząstki z tlenku cynku (ZnO). ZnO to związek znany od dawna i stosowany np. w przemyśle kosmetycznym w zasypkach czy kremach UV, lub w stomatologii do tymczasowych wypełnień. To związek, z którym organizm dosyć łatwo sobie radzi. Alternatywnym pomysłem są nanocząstki z tlenku cyrkonu - (ZrO2) również związku biokompatybilnego. Te nanocząstki w organizmie są w stanie przetrwać nieco dłużej niż tlenek cynku. Z takich właśnie związków można wytwarzać nanometrowych rozmiarów "konie trojańskie" i dołączać do nich różne dodatki.
      Wyzwaniem było wytworzenie nanocząstek, które będą odpowiednich rozmiarów. Za małe obiekty nie byłyby bowiem usuwane ze zdrowych komórek, a zbyt duże nanocząstki - w ogóle nie przedostaną się do wnętrza komórki.
      Komórki nowotworu gwałtownie się mnożą i rosną, a przez to ich błony komórkowe bywają mniej szczelne niż błony zdrowych komórek. A w dodatku w komórkach tych brakuje pewnych mechanizmów "oczyszczania", czyli usuwania ciał obcych. Dlatego nasze cząstki są w stanie wnikać do komórek nowotworu i tam już pozostawać - tłumaczy fizyk.
      W IF PAN wytworzono cząstki, które - jak zapewnia prof. Godlewski – około 24. godziny po podaniu są w większości usunięte ze zdrowych komórek. Po tym czasie zostają przede wszystkim w komórkach nowotworowych i w wątrobie (to oczyszczalnia organizmu).
      Prof. Godlewski wyjaśnia, że nanocząstki, które opracowano w IF PAN są niczym keks. Zamiast bakalii można do nich dodać różne związki. Mogą być to np. znaczniki fluorescencyjne, które świecą oświetlone światłem lasera. Dzięki temu lekarz operując pacjenta może oświetlić operowane miejsce i zobaczyć, które komórki należy wyciąć, żeby wyeliminować nowotwór.
      Testowaliśmy kilka typów nowotworów, w każdym z nich to działało - mówi o znacznikach prof. Godlewski. Wymienia, że rozwiązanie sprawdzano in vivo m.in. na nowotworze płuca czy trzustki. Badanie te prowadzono w laboratoriach SGGW przez grupę mojego syna Michała Godlewskiego, profesora SGGW - dodaje naukowiec.
      "Nanocząstkowy keks" może zawierać również inne znaczniki - np. magnetyczne związki lub domieszki. Dzięki temu możliwa będzie diagnoza nowotworu w badaniu rezonansu magnetycznego (MRI). Naukowiec z IF PAN ma nadzieję, że znaczniki przygotowane przez jego zespół będą na tyle bezpieczne dla pacjenta, że można je będzie stosować - w razie potrzeby - nawet kilka razy w tygodniu. A to jest istotne, kiedy rozpoczyna się terapię.
      Kolejnym elementem, który można dodać do nanoobiektów z IF PAN, jest lek przeciwnowotworowy - np. stosowany w chemioterapii. Prof. Godlewski tłumaczy, że lek zaczyna się uwalniać z nanocząstek dopiero po jakimś czasie - kiedy "koń trojański" pozostanie już tyko w komórkach nowotworowych. W ten sposób będzie można prowadzić chemioterapię selektywnie - nie wyniszczając zdrowych komórek organizmu, tylko celując w komórki zmutowane. Jeżeli ograniczymy obszar działania leku, będzie można dostarczyć do nowotworu dawkę leku, większą niż dotąd, a ciągle bezpieczną dla pacjenta - opowiada prof. Godlewski. I wyjaśnia, że w ten sposób można dotrzeć do komórek rozproszonych w różnych miejscach organizmu albo zlokalizowanych w takich miejscach organizmu, gdzie operacyjne usunięcie nowotworu jest już niemożliwe (np. w mózgu).
      Fizyk wyjaśnia, że jego zespół był odpowiedzialny w tych badaniach za wytworzenie biokompatybilnych nanocząstek o odpowiednich właściwościach i za to, by wprowadzić do nich elementy znacznikowe. Za testy na organizmach odpowiadali naukowcy z SGGW. Naukowiec ma nadzieję, że jego pomysłem zainteresują się inwestorzy z firm farmaceutycznych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Uniwersytetu w Waterloo opracowali nową metodę zapobiegania i leczenia chlamydiozy, jednej z najczęstszych chorób przenoszonych drogą płciową.
      Metoda Kanadyjczyków nie opiera się na antybiotykach. To rodzaj terapii genowej. Pojedyncza dawka zapewnia ok. 65% skuteczność zapobiegania infekcji.
      Ponieważ problem antybiotykooporności narasta, mogą się pojawić chlamydiozy, których się nie będzie dało leczyć tradycyjnymi metodami [...]. Nieleczenie bądź długotrwała terapia mogą prowadzić do niepłodności i innych problemów rozrodczych, dlatego znalezienie rozwiązania jest kluczową kwestią - podkreśla prof. Emmanuel Ho.
      Ponieważ w USA Agencja ds. Żywności i Leków zatwierdziła niedawno pierwszy lek bazujący na siRNA [krótkim interferującym RNA], mamy nadzieję, że taki rodzaj badań [i terapii] stanie się w przyszłości bardziej dostępny.
      Metoda opracowana w laboratorium Ho nie dopuszcza do wnikania tzw. ciałek podstawowych (ang. elementary body, EB) do komórek gospodarza. Jeśli jakieś EB przejdą jednak proces endocytozy, są niszczone.
      Udało się to dzięki zastosowaniu siRNA obierających na cel gen PDGFR-β. Opracowany przez zespół nanocząsteczkowy preparat (PDGFR-β siRNA-PEI-PLGA-PEG NP) jednocześnie wywołuje autofagię i knock down (rozbicie) PDGFR-β (gen ten koduje białko powierzchniowe ważne dla wiązania C. trachomatis).
      Obierając na cel PDGFR-β, hamowaliśmy powstawanie białka wykorzystywanego przez chlamydie do dostania się do komórek żeńskiego układu rozrodczego - tłumaczy Ho.
      Części bakterii uda się, oczywiście, wniknąć do komórek gospodarza, ale na taką okoliczność Kanadyjczycy również mają rozwiązanie; ich preparat ma wtedy aktywować autofagię.
      Ponieważ siRNA nie jest w stanie dostać się samodzielnie do komórek, by zmniejszyć ekspresję PDGFR-β i zapobiec wiązaniu Ch. trachomatis, w nowej metodzie terapii genowej trzeba było zastosować unikatowe nanocząstki.
      Gdy symultanicznie działały szlak niszczenia na drodze autofagii i hamowanie wiązania Ch. trachomatis, wewnątrzkomórkowa produkcja formy aktywnej metabolicznie - ciałka siateczkowatego (ang. reticulocyte body, RB) spadała o 65%, a uwalnianie nowych EB, które zakażają następne komórki, zmniejszało się o ok. 67%.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      To, w jaki sposób halofile - czyli organizmy występujące w zasolonych środowiskach, oddziałują z komórkami układu odpornościowego człowieka - badają mikrobiolodzy z Uniwersytetu Łódzkiego. Haloterapia jest formą leczenia uzdrowiskowego, która przynosi ulgę w wielu przewlekłych schorzeniach.
      Nadal jednak nieznany jest mechanizm oddziaływania drobnoustrojów halofilnych na organizm człowieka – mówi Krzysztof Krawczyk z Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego.
      Halofile to organizmy, które do życia wymagają wysokiego stężenia soli (powyżej 10 proc. NaCl). To jedna z najciekawszych grup archeonów - jednokomórkowych mikroorganizmów pozbawionych jądra komórkowego, różniących się istotnie od bakterii czy eukariontów - wyjaśnił naukowiec.
      Archeony stanowią odrębną domenę taksonomiczną, obok bakterii i organizmów jądrowych. Zasiedlają ekstremalne środowiska, np. okolice kominów hydrotermalnych, ich obecność potwierdzono w próbkach soli kuchennej, mogą również stanowić element mikroflory organizmów wyższych, w tym człowieka. Ich badaniem zajmują się m.in. biolodzy ewolucyjni, mikrobiolodzy środowiskowi czy biotechnolodzy.
      Halofile występują na całym świecie - od naturalnych solanek w basenach morskich po kopalnie soli. Umożliwia im to doskonale rozwinięty mechanizm adaptacji komórkowej i enzymatycznej do środowiska soli, które od lat jest wykorzystywane w haloterapii – formie leczenia uzdrowiskowego wykorzystującego sól w różnych postaciach.
      Terapia przynosi ulgę m.in. w astmie, mukowiscydozie i przewlekłej obturacyjnej chorobie płuc (POChP), a także w schorzeniach skórnych, czy kardiologicznych. Jednak mechanizm działania haloterapii nie jest do końca poznany.
      Opublikowane w ostatnich latach prace dokumentujące obecność archeonów jako składnika mikrobiomu człowieka skłoniły nas do podjęcia badań, które mogłyby odpowiedzieć na pytanie, w jaki sposób drobnoustroje halofilne oddziałują z komórkami układu odpornościowego człowieka - podkreślił Krawczyk.
      Łódzcy mikrobiolodzy z Instytutu Mikrobiologii, Biotechnologii i Immunologii UŁ bada dwa szczepy archeonów halofilnych. Pierwszy z nich - Halorhabdus rudnickae – został wyizolowany przez zespół mikrobiologów z UŁ w 2016 r. z obszaru poeksploatacyjnego Barycz na terenie kopalni Soli w Wieliczce. Prace prowadzono we współpracy ze światowej sławy ekspertem w dziedzinie badania drobnoustrojów ekstremalnych - prof. Miltonem S. da Costą z Uniwersytetu w Coimbrze w Portugalii.
      Drugi szczep, Natrinema salaciae, został wyizolowany przez zespół prof. M.S. da Costy w 2012 r. z Medee Lake w basenie Morza Śródziemnego.
      Krawczyk przypomniał, że główną rolą układu odpornościowego jest rozpoznawanie oraz zwalczanie zagrożeń będących następstwem zakażeń wywołanych przez drobnoustroje chorobotwórcze. Jednym z najważniejszych elementów układu odpornościowego jest komórka dendrytyczna (KD), łącząca elementy odpowiedzi wrodzonej oraz nabytej.
      Wyniki naszych badań pozwolą zrozumieć dotychczas nieznane efekty interakcji komórek dendrytycznych z halofilami i umożliwią sprawdzenie immunomodulacyjnych właściwości tych drobnoustrojów - ocenił Krzysztof Krawczyk, jeden z laureatów konkursu Preludium 14 NCN, adresowanego do osób rozpoczynających karierę naukową, a nieposiadających stopnia doktora.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...