Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Nowa metoda na jedną z najczęstszych chorób przenoszonych drogą płciową
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Medycyna
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Dependowirusy, czyli parwowirusy „stowarzyszone” z adenowirusami (AAV) to bardzo przydatne narzędzia w terapii genowej. Mogą one bowiem przenosić DNA do wnętrza komórki, a ponadto są nieszkodliwe dla człowieka. Dlatego też korzysta się z nich jako z nośnika informacji genetycznej potrzebne do zwalczania chorób.
Istnieją jednak poważne ograniczenia, które powodują, że w chwili obecnej ich użycie jest mocno limitowane i nie u wszystkich pacjentów można je wykorzystać, zatem nie wszyscy mogą zostać poddani terapii genowej.
Pierwsze z tych ograniczeń to ograniczana zdolność AAV do przyczepiania się do komórek. Ograniczenie drugie to ludzki układ odpornościowy. Szacuje się, że 50–70% ludzi jest odpornych na zakażenie AAV, gdyż już wcześniej zetknęli się z jakąś formą tego wirusa. W ich przypadku terapie genowe nie zadziałają, gdyż układ odpornościowy zdąży zniszczyć wirusa zanim ten wniknie do komórki, przekazując jej materiał genetyczny potrzebny do prowadzenia terapii. Z tego też powodu jednym z ważniejszych pól badań nad terapiami genowymi są próby oszukania układu odpornościowego.
Doktor George Church z Uniwersytetu Harvard we współpracy z Google Research i Dyno Therapeutics wykorzystał technikę głębokiego uczenia się do zaprojektowania bardzo zróżnicowanych wariantów kapsydu (płaszcza białkowego) wirusa AAV. Naukowcy skupili się na sekwencjach genomu wirusa, które kodują kluczowy segment protein odgrywający kluczową rolę w infekcji docelowych komórek oraz w rozpoznawaniu wirusa przez układ odpornościowy.
Specjaliści wykazali, ze dzięki wykorzystaniu sztucznej inteligencji możliwe jest zaprojektowanie olbrzymiej liczby zróżnicowanych kapsydów, które później można poddać testom pod kątem ich zdolności do uniknięcia ataku ze strony układu odpornościowego. Naukowcy wyszli od niewielkiej ilości danych na temat kapsydu, by docelowo uzyskać 200 000 wariantów.
Nasze badania jasno pokazują, że maszynowe uczenie się pozwala na zaprojektowanie olbrzymiej liczby wariantów, znacznie większej niż istnieje w naturze. Wciąż udoskonalamy naszą technikę, by nie tylko stworzyć nośniki, które poradzą sobie z problemem ataku ze strony układy odpornościowego, ale będą też bardziej efektywnie i selektywnie przyczepiały się do wybranych rodzajów tkanek, mówi doktor Eric Kelsic, dyrektor i współzałożyciel firmy Dyno Therapeutics.
Z artykułu opublikowanego na łamach Nature dowiadujemy się, że wstępna ocena zaprojektowanych przez sztuczną inteligencję kapsydów wykazała, że niemal 60% może się sprawdzić. To znaczny. postęp. Obecnie do różnicowania kapsydów wykorzystuje się przypadkową mutagenezę, gdzie odsetek przydatnych kapsydów jest mniejszy niż 1%.
Im bardziej odbiegniemy od naturalnego wyglądu AAV, tym większe prawdopodobieństwo, że układ odpornościowy go nie rozpozna, dodaje doktor Sam Sinai, drugi z założycieli Dyno Therapeutics, który stał na czele zespołu prowadzącego modelowanie komputerowe. Kluczem do odniesienia sukcesu jest jednak wyprodukowanie kapsydu, który w sposób stabilny przeniesie ładunek DNA. Tradycyjne metody uzyskiwania takiego kapsydu są bardzo czaso- i zasobochłonne, a w ich wyniku utrzymujemy bardzo mało przydatnych kapsydów. Tutaj zaś możemy szybko uzyskiwać dużą różnorodność kapsydów AAV, które są bazą do udoskonalanie terapii genowych dostępnych dla większej liczby osób".
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii stworzyli kontrolowane światłem koniugaty srebrnych nanocząstek i mikroRNA; miRNA są 18-23-nukleotydowymi jednoniciowymi sekwencjami niekodującego RNA, które łącząc się komplementarnie do końca 3' mRNA, blokują translację białek, w tym przypadku komórek nowotworowych. Wskutek tego komórki nowotworowe umierają.
Jak tłumaczą autorzy badania, którego wyniki ukazały się w piśmie Biomaterials, gryzoniom podawano dożylnie egzogenny miR-148b, by wywołać apoptozę keratynocytów wykazujących ekspresję Ras oraz komórek mysiego raka kolczystokomórkowego (unikano przy tym cytotoksyczności dla niezmienionych keratynocytów).
Warto dodać, że cząsteczki Ras są rodziną białek wiążących się z GTP, które należą do najczęściej zmutowanych genów w nowotworach człowieka.
Gdy nanocząstki nagromadziły się w okolicy guza, prowadzono naświetlanie okolicy zmiany nowotworowej lampą LED emitującą światło o długości fali rzędu 450 nm. Skutkowało to oddzieleniem mikroRNA od nośnika. Zabieg ten prowadził do szybkiego i trwałego zmniejszenia objętości guza o 92,8%, a także rekrutacji limfocytów T.
Ta metoda dostarczania zapewnia swoistość czasową i przestrzenną. Zamiast podawać mikroRNA systemowo i wywoływać skutki uboczne, można stosując naświetlanie, dostarczać mikroRNA do konkretnego rejonu tkanki w specyficznym czasie - wyjaśnia prof. Adam Glick.
Prof. Daniel Hayes dodaje, że swoistość czasowa i przestrzenna terapii ma wielkie znaczenie w przypadku leczenia nowotworów. MikroRNA działa bardzo różnie na różne typy tkanek, co może prowadzić do niechcianych skutków ubocznych i toksyczności. Dostarczając i aktywując mikroRNA tylko w okolicy guza, można ograniczyć te zjawiska i zwiększyć ogólną skuteczność terapii.
Stosując tę metodę, Yiming Liu była w stanie wykazać, że w grupie ok. 20 myszy po zastosowaniu koniugatów nanocząstek i mikroRNA oraz naświetleniu nowotwory skóry uległy w ciągu 24-48 godzin niemal całkowitej regresji i nie odrosły.
Liu dodaje, że mikroRNA stosowane przez jej zespół (miR-148b) reguluje szeroki zestaw genów, co sprawia, że jest szczególnie użyteczne w leczeniu heterogenicznych chorób. Ogólna skuteczność terapii może być większa, bo atakuje się liczne cele w komórce. Zmniejsza się także ryzyko rozwoju oporności, gdyż mikroRNA jest w stanie połączyć się z różnymi mRNA komórki nowotworowej, różnicując w ten sposób ścieżki, za pośrednictwem których blokuje się produkowanie przez nią białek.
Naukowcy wyjaśniają, że za pomocą naświetlanych koniugatów nanocząstek i mikroRNA można by leczyć nowotwory jamy ustnej, układu pokarmowego i skóry (mogą to być wszelkie zmiany, które da się wystawić na oddziaływanie światła za pomocą kabla światłowodowego).
Chcemy dalej rozwijać metodę, tak by móc ją stosować na guzach wewnętrznych, które są istotniejsze z punktu widzenia śmiertelności, np. w raku przełyku - podsumowuje Glick.
« powrót do artykułu -
przez 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 -
przez KopalniaWiedzy.pl
Nowe nanocząsteczki - katiomery blokowe o kształcie litery Y (ang. Y-shaped block catiomer, YBC) - mogą dostarczać leki przeciwnowotworowe do trudno dostępnych miejsc. YBC wiążą się z materiałem terapeutycznym, tworząc "pakunki" o szerokości zaledwie 18 nanometrów. To ok. 1/5 rozmiarów cząstek z wcześniejszych badań, nic więc dziwnego, że kompleksy z YBC mogą się przeciskać przez węższe szczeliny, np. do nowotworów mózgu czy trzustki.
Naukowcy z Uniwersytetu w Tokio podkreślają, że jedną z metod walki z nowotworami jest terapia genowa. Dobre do tego celu mogłyby być małe interferujące RNA (siRNA), które przyłączają się do genu powodującego problemy i go dezaktywują. Niestety, są one bardzo delikatne i muszą być chronione przez nanocząstkę, inaczej ulegną rozłożeniu przed dotarciem do celu.
siRNA [...] to następna generacja biofarmaceutyków, które mogłyby wyleczyć wiele różnych chorób, w tym nowotwory. Małe interferujące RNA są jednak łatwo usuwane przez rozkład enzymatyczny lub wydalanie. Nic więc dziwnego, że potrzeba nowych metod dostarczania - podkreśla prof. Kanjiro Miyata.
Obecnie nanocząstki mają ok. 100 nanometrów szerokości. To wystarczy, by mogły one przeniknąć przez nieszczelną ścianę naczyń do wątroby. Inne nowotwory są jednak trudniej dostępne. Rak trzustki jest np. otoczony włóknistym zrębem, a nowotwory mózgu chroni bariera krew-mózg. W obu przypadkach przerwy mają wielkość poniżej 100 nm. Mając to na uwadze, Miyata i inni stworzyli nośnik siRNA, który jest na tyle mały, by się przez nie przecisnąć.
By skonstruować małą i stabilną maszynę do dostarczania siRNA [...], wykorzystaliśmy polimery. Kształt i długość polimerowych komponentów są precyzyjnie dostosowane, tak by mogły się one wiązać z konkretnymi małymi interferującymi RNA. Można więc mówić o konfigurowalności.
YBC ma kilka dodatnio naładowanych miejsc, które mogą się "wiązać" z ujemnymi ładunkami siRNA. Liczbę dodatnio naładowanych miejsc także można dostosowywać do rodzaju siRNA. Po połączeniu YBC z siRNA powstaje kompleks uPIC (od ang. unit polyion complex) o wielkości poniżej 20 nm.
Badania, które opisano na łamach Nature Communications, prowadzono na myszach.
« powrót do artykułu -
przez 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
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.