Sign in to follow this
Followers
0
Polacy opracowali szybką i bezpieczną metodę diagnostyki onkologicznej
By
KopalniaWiedzy.pl, in Medycyna
-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy odkryli obiecującą kombinacje lekarstw, które mogą pomagać dzieciom cierpiących na śmiertelne rozlane glejaki linii pośrodkowej (DMGs). Wśród tych niezwykle złośliwych nowotworów znajdują się rozlany glejak pnia mózgu (DIPG), glejak wzgórza czy glejak rdzenia kręgowego. Uczeni z Narodowych Instytutów Zdrowia (NIH), Uniwersytetu Stanforda i Diana-Farber Cancer Institute odkryli połączenie leków, które zabijają komórki nowotworowe i przeciwdziałają mutacji genetycznej, która leży u podłoża tych chorób.
Badania przeprowadzone na komórkach ludzkich oraz modelach zwierzęcych wykazały, że połączenie panobinostatu i marizomibu skuteczniej zabija komórki nowotworowe niż każdy z tych leków z osobna. Jednocześnie odkryto nieznaną dotychczas słabość komórek nowotworowych, którą może uda się wykorzystać w przyszłości do ich zaatakowania.
DMGs to bardzo agresywne trudne w leczeniu nowotwory. Są główną przyczyną śmierci dzieci cierpiących na nowotwory mózgu w USA. Każdego roku w Stanach Zjednoczonych diagnozuje się kilkaset przypadków DMGs u dzieci w wieku 4–12 lat. Większość z pacjentów umiera w ciągu roku od postawienia diagnozy.
DMGs są spowodowane specyficzną mutacją w genach histonów. O jej odkryciu informowaliśmy przed rokiem. Histony to białka wchodzące w skład jądra komórkowego. Nici DNA owijają się wokół histonów tworząc chromatynę. O tym, w jaki sposób DNA zawija się i rozwija wokół histonów, decydują enzymy, w tym deacetylazy histonowe.
Podczas wcześniejszych badań neuroonkolog doktor Michell Monje ze Stanforda wykazała, że panobinostat, który blokuje kluczowe enzymy deacetylazy histonowej, może u pacjentów z DIPG przywrócić niemal normalne działanie histonów. Na razie panobinostat znajduje się na wczesnym etapie badań klinicznych w zastosowaniach DIPG, jednak już wiadomo,że użyteczność tego leku może być ograniczona, gdyż komórki nowotworowe są w stanie nauczyć się go unikać. Dlatego też Monje i jej zespół postanowili poszukać innych leków lub ich kombinacji, które zwalczałyby nowotwór.
Niewiele nowotworów może być leczonych jednym lekiem, mówi doktor Monje, która specjalizuje się w leczeniu DMGs. Od dawna wiemy, że potrzebujemy więcej niż jednego leku na DIPG. Problemem jest znalezienie tych odpowiednich w sytuacji, gdy mamy do dyspozycji tysiące potencjalnych kandydatów.
Monje poprosiła o pomoc Katherine Warren z National Cancer Institute oraz naukowców z NIH, Dana-Farber Cancer Institute oraz Boston Childern's Hospital. Uczeni zaczęli testować różne leki, by odnaleźć te, która mogą zwalczać komórki DIPG. Testowali tysiące leków i ich połączeń, określali ich dawki efektywne i sprawdzali sposób działania. Musieli przy tym znaleźć te leki, które są w stanie przeniknąć przez barierę krew-mózg.
Zidentyfikowano wiele potencjalnie skutecznych substancji, ale uczeni skoncentrowali się na inhibitorach deacetylazy histonowej (jak panobinostat) oraz inhibitorach proteasomów (jak marizomib). Te drugie leki blokują proces recyklingu protein.
Okazało się, że połączenie panobinostatu z marizomibem jest wysoce toksyczne dla wielu typów komórek DIPG. Kombinację tę zbadano na głównych genetycznych podtypach DIPG oraz przetestowano na myszach, których wszczepiono komórki nowotworowe. U myszy doszło do zmniejszenia guzów i wydłużenia życia. Podobne działanie zaobserwowano nie tylko w przypadku DIPG, dla na laboratoryjnych hodowlach komórek glejaka wzgórza i glejaka rdzenia kręgowego.
Naukowcom udało się też opisać mechanizm działania leków. Komórki DIPG reagowały na połączenie obu leków wyłączając w swoich mitochondriach proces biorący udział w powstawaniu ATP, związku zapewniającego komórkom energię. Połączenie panobinostatu i marizomibu ujawniło istnienie nieznanej dotychczas metabolicznej słabości w komórkach DIPG. Nie spodziewaliśmy się znaleźć czegoś takiego. To obiecujący obszar badań nad przyszłymi lekami, mówi doktor Grant Lin.
Naukowcy planują teraz rozpoczęcie testów klinicznych połączonych leków oraz samego marizomibu.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Uniwersytetu Yale odkryli w ludzkim genomie hiperhotspoty, czyli miejsca, które są o wiele wrażliwsze na promieniowanie ultrafioletowe (UV). Ponieważ ekspozycja na UV to główna przyczyna nowotworów skóry, skryning hiperhotspotów może stanowić nową metodę oceny jednostkowego ryzyka wystąpienia tych chorób.
Autorzy artykułu z pisma PNAS podkreślają, że w hiperhotspotach aż 170-krotnie częściej pojawiają się cyklobutanowe dimery pirymidynowe (ang. cyclobutane pyrimidine dimer, CPD); porównań dokonywano dla średniej genomowej. Amerykanie wyjaśniają, że mogą one działać jak cele na tarczach strzelniczych, które "przyciągają" uszkadzające promieniowanie. Zespół zauważył, że najczęściej hiperhotspoty występują w melanocytach, z których wywodzi się czerniak złośliwy.
Myśleliśmy, że uszkodzenia DNA i mutacje, które wywołują nowotwory to rzadkie i losowe zdarzenia. Nasze wyniki pokazują jednak, że przynajmniej w przypadku nowotworów skóry, w genomie istnieją specyficzne cele, które tylko czekają, aż zadziała na nie UV - opowiada Douglas Brash.
By je wykryć, naukowcy zaprojektowali metodę znakowania miejsc z CPD. Później wykorzystali wysoko wydajną technikę sekwencjonowania, która pozwoliła zmapować tagi w genomie.
Ku swojemu zaskoczeniu, Amerykanie stwierdzili, że hiperhotspoty były nieproporcjonalnie często zlokalizowane w pobliżu genów, a zwłaszcza genów kodujących białka posiadające zdolność wiązania RNA (ang. RNA-binding proteins, RBPs); warto dodać, że RBPs pełnią funkcje regulatorowe i determinują wybór miejsca splicingowego przez spliceosom (splicing, inaczej składanie genów, to usunięcie intronów, sekwencji niekodujących, i połączenie eksonów, sekwencji kodujących, z prekursorowego mRNA).
Przy ekspozycji na UV na poziomie oparzeń słonecznych promieniowanie ultrafioletowe podziała na hiperhotspoty. Człowiek doświadczy specyficznych, wywołanych UV, zaburzeń wzrostu komórki. Nie będzie to zjawisko nieprzewidywalne/zachodzące losowo, w dodatku tygodnie czy lata później, jak wcześniej sądzono.
Wyjaśniając, czemu natura nie wyeliminowała hiperhotspotów, Brash zaznacza, że może tak być dlatego, że komórki używają ich do wyczuwania środowiska.
Istnienie hiperhotspotów sugeruje, że mutacje wywołane przez karcynogen (UV bądź inny czynnik) nie są całkowicie losowe.
Badanie akademików z Yale wskazuje na nowe sposoby określania ryzyka nowotworów skóry. Jak wiadomo, najważniejsza jest ocena wcześniejszego wystawienia na oddziaływanie UV. Obecnie lekarzom brakuje obiektywnych sposób pomiaru, zazwyczaj polegają więc na pamięci pacjentów. Gdyby dało się pobrać niewielką próbkę skóry i zbadać hiperhotspoty, można by uzyskać prawdziwe dane nt. uszkodzenia DNA przez uprzednie oparzenia. Osoby z grupy wysokiego ryzyka podlegałyby zaś stałemu monitoringowi.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Brytyjscy naukowcy pracują nad nową metodą diagnozowania i oceny zaawansowania choroby zwyrodnieniowej kolan. Bazuje ona na analizie emisji akustycznej, dlatego niektórzy porównują ją do podsłuchiwania odgłosów z kolana.
W studium, którego wyniki ukazały się w piśmie PLoS ONE, wzięło udział 89 osób. Akademicy podkreślają więc, że potrzebne są badania na większej próbie, które stworzą podstawy do testów klinicznych.
Do badania zakwalifikowano osoby z bólem kolan, które w skali Kellgrena-Lawrence'a do oceny stopnia zaawansowania zmian radiologicznych w chorobie zwyrodnieniowej stawów uzyskiwały wynik w zakresie 1-4; 1 oznacza drobne osteofity, zaś przy 4 osteofity są bardzo duże, a szpara stawowa bardzo zwężona lub niewidoczna.
Jak tłumaczą Brytyjczycy, do kolana przyczepia się czujnik emisji akustycznej, który wychwytuje impulsy energii akustycznej (ang. acoustic emission, AE) generowane podczas naprężeń i tarcia między elementami stawu (wykrywane są dźwięki o wysokiej częstotliwości). Oprócz tego na Joint Acoustic Analysis System (JAAS) składa się elektrogoniometr, który umożliwia badanie zakresów ruchu w funkcji czasu.
Dane dot. zgięcia stawu kolanowego i emisji akustycznych zbierano jednocześnie dla obu kolan, zespół koncentrował się jednak na kolanie uznawanym przez ochotników za bardziej bolesne.
Test składał się z 2 serii 5 wstawań i siadów. Badani mieli się poruszać tak płynnie, jak to tylko możliwe z wygodną dla siebie prędkością.
Zebrane dane poddano analizie komputerowej. Generalnie celem naukowców było poszukiwanie potencjalnych biomarkerów AE.
Naukowcy z Uniwersytetu w Lancaster współpracowali ze specjalistami z Uniwersytetu w Manchesterze, Uniwersytetu Kumbrii i Uniwersytetu Centralnego Lancashire. Ich badania wykazały, że za pomocą JAAS można odróżnić kolana zdrowe i ze zmianami zwyrodnieniowymi i że technika sprawdza się zarówno w warunkach szpitalnych, jak i w praktyce lekarza rodzinnego.
Projekt rozpoczął się w 2013 r. i jest finansowany przez Komitet Badań Naukowych.
Potencjalnie możemy doprowadzić do zmiany sposobu prowadzenia choroby zwyrodnieniowej stawów. Nasze badania pozwolą na lepszą diagnostykę i dostosowanie leczenia do stanu kolana danej osoby [...] - cieszy się emerytowany profesor John Goodacre z Uniwersytetu w Lancaster.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Od mniej więcej dwóch dekad naukowcy na całym świecie pracują nad urządzeniami typu lab-on-a-chip. To obiecująca technologia pozwalająca na wykorzystanie niewielkiego przenośnego urządzenia do diagnostyki i sprawdzenie stanu zdrowia za pomocą niewielkiej ilości płynów ustrojowych. Tego typu proste urządzenia już istnieją, umożliwiając proste pomiary. Przykładami nie będą tu glukometry czy testy ciążowe. Jednak inżynierowie wciąż nie potrafią poradzić sobie ze stworzeniem urządzeń do bardziej złożonych analiz, które wymagają mieszania pojedynczej próbki płynu ustrojowego z różnymi precyzyjnie odmierzonymi odczynnikami w konkretnej kolejności.
Jedną z najbardziej obiecujących metod na stworzenie takiego urządzenia jest zintegrowanie wielu różnych odczynników na jednym urządzeniu. Odczynniki takie mają być nanoszone metodą podobną do druku atramentowego w niewielkich, liczonych w pikolitrach, ilościach, a całość miałaby być szczelnie zamykana. Gdy użytkownik odpieczętuje urządzenie, zawarta w odczynnikach woda natychmiast wyparuje, pozostawiając wysuszone, precyzyjnie odmierzone ilości odczynników. Pod wpływem wilgoci z płynu ustrojowego odczynniki byłyby ponownie nawadniane, a urządzenie mogłoby przeprowadzić odpowiednie pomiary. Głównym problemem z takim rozwiązaniem jest fakt, że płyn ustrojowy, przepływający przez wysuszone odczynniki, unosi je ze sobą, zakłóca sygnał i uniemożliwia przeprowadzenie precyzyjnych pomiarów.
Naukowcy z Politechniki w Montrealu i laboratoriów IBM-a w Zurichu – Onur Gökçe, Yuksel Temiz i Emmanuel Delamarche – postanowili zaradzić problemowi roznoszenia odczynników poprzez rozciągnięcie kropli wody do kształtu długiej wstążki w mikrokanale o szerokości ludzkiego włosa i zmuszenie wody by zagięła się na nałożyła na siebie. W ten sposób próbka wody zamyka się podobnie jak zamek błyskawiczny. Ten proces pozwolił nam na ograniczenie do minimum lokalnego przepływu wody. W ten sposób odczynniki zostają nawodnione, ale nie są rozpraszane, mówi Emmanuel Delamarche, który stoi na czele IBM-owskiej grupy zajmującej się diagnostyką precyzyjną.
Wyniki testów wypadły pomyślnie, chociaż naukowcy wciąż nie do końca rozumieją obserwowane przez siebie zjawisko. Nigdy wcześniej bowiem nie było ono badane. Kolejne eksperymenty wykazały jednak, że ma ono związek ze zjawiskiem koalescencji. Obserwujemy je np. podczas spontanicznego łączenia się kropli płynów, które wejdą ze sobą w kontakt. Z fizycznego punktu widzenia koalescencja to wynik silnego powinowactwa molekuł wody, którego celem jest zmniejszenie powierzchni wody wystawionej na działanie powietrza. Dlatego właśnie niewielkie krople wody mają kształt sfery. Sfera bowiem, ze wszystkich kształtów, ma jedną z najmniejszych powierzchni dla danej objętości. W tym przypadku badamy, co się stanie, jeśli kropla wody, rozciągnięta w mikrokanaliku, łączy się z inną częścią samej siebie. Naszym celem jest zrozumienie i kontrolowanie tego zjawiska tak, byśmy mogli wymusić na płynie pozostanie dokładnie w miejscu, w którym napotkał na odczynnik, wyjaśnia profesor Gervais, dyrektor Laboratorium Mikropłynów Onkologicznych na Polytechnique Montreal.
Opracowywane przy tej okazji modele matematyczne pozwoliły na lepsze kontrolowanie przepływu cieczy oraz uzyskanie bardzo precyzyjnej konfiguracji czasowo-przestrzennej sygnałów chemicznych z odczynników przy ich minimalnej dyspersji, bez konieczności interwencji ze strony użytkownika.
Dotychczas eksperymentalnie wykazano, że nowo opracowany architektura „autokoalescencji” może zostać wykorzystana do badania reakcji enzymatycznych, wykrywania różnych chorób oraz przeprowadzania reakcji łańcuchowej polimerazy w temperaturze pokojowej. W przyszłości mogą dzięki temu powstać proste w użyciu testy genetyczne sekwencjonujące DNA pod kątem występowania różnych chorób, podatności na nowotwory czy identyfikowania wirusów.
Mamy nadzieję, że opracowana przez nas technika pozwoli twórcom urządzeń typu lab-on-a-chip na opracowanie niedostępnych obecnie narzędzi diagnostycznych, które będą równie proste w użyciu, co współczesne glukometry, mówi doktor Delamarche.
Takie proste urządzenia mogłyby stanowić nieocenioną pomoc zarówno w badaniach stanu zdrowia całych społeczeństw, gdyż uzyskane wyniki można by przesyłać na smartfony, a stamtąd do scentralizowanej bazy danych. Byłyby również niezwykle cennym narzędziem w walce z epidemiami, szczególnie w odległych zakątkach świata, gdzie dostęp do lekarzy i laboratoriów jest utrudniony.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Czy leczenie nowotworów bez chemio- czy radioterapii, nawet bez chirurgii jest możliwe? Biofizyk Khaled Barakat z University of Alberta pracuje nad innowacyjnymi immunoterapiami, które mają zwalczać wiele rodzajów raka dzięki pigułkom wzmacniającym układ odpornościowy. Na określenie tego pomysłu używamy słowa 'magia', gdyż koncepcja zakłada, że terapia nie jest związana z żadnym konkretnym nowotworem. Ma ona radzić sobie z problemami związanymi z każdym rodzajem nowotworów, stwierdza uczony.
Po raz pierwszy o poszukiwaniu „magicznej pigułki” na raka Barakat poinformował przed czterema laty, gdy Alberta Cancer Foundation i Li Ka Shing Applied Virology Institute rozpoczęły warty 5,4 miliona dolarów projekt badawczy. Barakat stanął na czele zespołu złożonego z wybitnych onkologów, wirusologów, immunologów, chemików i farmaceutów. Do pomocy zaprzęgnięto też jeden z najszybszych superkomputerów na świecie Blue Gene/Q.
Teraz, po czterech latach badań, zespół naukowy ogłosił, że wpadł na trop molekuły, która potencjalnie może posłużyć do stworzenia „magicznej pigułki”. To potężna molekuła. Wstępnie potwierdza, że dobrze wybraliśmy kierunek badań. A dzięki wytężonej pracy całego zespołu dokonujemy obiecujących postępów w badaniach nad kolejną molekułą, która ma inny cel, stwierdza Barakat.
Nowotwory wykorzystują punkty kontrolne układu odpornościowego. To rodzaj molekularnych hamulców, które zapobiegają nadmiernej reakcji układu odpornościowego. Niektóre nowotwory potrafią aktywować wiele takich punktów, przez co rozwijający się guz nie jest atakowany przez limfocyty T.
W ostatnich latach wielu specjalistów skupiło się na poszukiwaniu przeciwciał, które omijałyby punkto kontrolne i rekatywowały limfocyty T. W ubiegłym roku dwaj naukowcy, James Allison i Tasuku Honjo, otrzymali medycznego Nobla za badania nad sposobami walki z nowotworami z wykorzystaniem punktów kontrolnych układu immunologicznego. Terapia za pomocą przeciwciał monoklonalnych na zawsze zmieniło immunoterapię przeciwnowotworową.
Jednak tego typu terapie obarczone są ryzykiem. Przeciwciała to duże molekuły, które mogą pozostawać w organizmie całymi miesiącami, co zwiększa prawdopobieństwo, że układ odpornościowy zacznie atakować własny organizm, niszcząc tkanki i narządy. Ponadto terapie za pomocą przeciwciał są kosztowne i skomplikowane.
Barakat i jego zespół spędzili ostatnie cztery lata na próbach stworzenia, za pomocą komputera Blue Gene/Q małej molekuły, która reaktywowałaby unieruchomiony przez nowotwór układ odpornościowy i nie niosła ze sobą ryzyka powikłań. Gdy już stworzyli taką wirtualną molekułę, zsyntetyzowali ją.
Ta już stworzona molekuła ma oddziaływać na punkt kontrolny PD-1 i powodować, że układ odpornościowy zaatakuje komórki czerniaka. Jednocześnie trwają prace nad drugą molekułą, oddziałującą na punkt kontrolny CTLA-4. Punkt PD-1 hamuje proliferację limfocytów T i wytwarzanie cytokin, z kolei CTLA-4 hamuje aktywację limfocytów T.
Olbrzymią zaletą opracowywanych molekuł jest fakt, że organizm pozbywa się ich w ciągu godzin. Ponadto, jako że są zancznie mniejsze niż przeciwciała, mogą wniknąć głębiej w tkankę. Prawdopodobnie można je będzie również tanio wytwarzać i podawać w formie pigułki. A jako, że za cel biorą punkty kontrolne, mogą potencjalnie służyć do walki z wieloma rodzajami nowotworów, od czerniaka i raka piersi, poprzez chłoniaka po raka mózgu.
Barakat i jego zespół założyli już firmę, której zadaniem jest wyjście poza uniwersyteckie badania laboratoryjne i rozpoczęcie testów na zwierzętach. Mają nadzieję, że uzyskają dofinansowanie od firmy farmaceutycznej, dzięki czemu będą mogli zatrudnić „armię chemików”. Zadaniem tego zespołu, na którego czele miałby stanąć chemik Frederick West, będzie stworzenie kilku tysięcy analogów i derywatów wspomnianych molekuł oraz ich przetestowanie. W ten sposób uczeni powinni znaleźć molekułę o optymalnej budowie. Taką, która nie tylko będzie spełniała postawione przed nią zadania, ale będzie też odpowiednio rozpuszczalna, silna i miała możliwe najniższą toksyczność. To jak układanie kostki Rubika. Mamy działające rozwiązanie. Teraz musimy wszystko odpowiednio poskładać. Aby to zrobić potrzebujemy zespołu 60 chemików. Obecnie mamy ich 4-5, stwierdza Barakat.
Nowo założona firma nazywa się HEKA Therapeutics. Heka był bogiem magii w starożytnym Egipcie. Magia jest wymagająca, ale możliwa, mówi Barakat.
Ze szczegółami badań można zapoznać się w Scientific Reports.
« powrót do artykułu
-