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

Mikroskopia fotoakustyczna pomoże w leczeniu nowotworów

Recommended Posts

Jednym z największych problemów w terapii nowotworów jest olbrzymie zróżnicowanie komórek nowotworowych. Nawet w ramach tego samego guza występują komórki o różnych właściwościach genetycznych, różnym zachowaniu i różnie reagujące na leczenie.

Komórki nowotworowe są zwykle bardziej aktywne pod względem metabolicznym od komórek zdrowych. Badanie ich aktywności może nam wiele powiedzieć o chorobie. Jednak jest ono bardzo trudne. Każda z dotychczas stosowanych metod ma poważne ograniczenia.

Profesor Lihong Wang z California Institute of Technology (Caltech) uważa, że najlepszą metodą dokładnego poznania metabolizmu komórek nowotworowych może być wykorzystanie mikroskopii fotoakustycznej (PAM). To technika, w której laser wprawia badaną próbkę w wibracje, a ultradźwięki generowane przez te wibracje służą do obrazowania komórek, tkanek czy naczyń krwionośnych.

Naukowiec we współpracy z profesorem Jun Zou z Texas A&M University wykorzystuje obecnie PAM do badania poziomu konsumpcji tlenu przez komórki nowotworowe. Obecnie pomiarów takich dokonuje się umieszczając komórki z osobnych pojemniczkach wypełnionych krwią. Żeby jednak dokonać badań na odpowiednio dużej próbce konieczne jest wykorzystanie tysięcy czujników. Już samo to stwarza spore problemy, a ponadto obecność czujników może zmieniać metabolizm komórek, przez co uzyskane dane nie będą dokładne.

Wang i Zou zrezygnowali z czujników i za pomocą PAM mierzą poziom tlenu w każdym z pojemniczków. Częstotliwość lasera dobrana jest tak, by światło było absorbowane przez hemoglobinę i konwertowane przez nią na wibracje. Analiza wydawanego dźwięku pozwala określić tempo ubywania tlenu z krwi. Naukowcy nazwali swoją technikę single-cell metabolic photoacoustic microscopy (SCM-PAM).

Badania wykazały, że SCM-PAM jest najdoskonalszą ze stosowanych obecnie technik badania tempa pobierania tlenu przez komórki nowotworowe. Technika z wykorzystaniem czujników pozwala na jednoczesną analizę zaledwie 30 komórek raz na 15 minut. Dzięki SCM-PAM naukowcy są w stanie w ciągu 15 minut przeanalizować 3000 komórek.

Nasza technika zwiększa wydajność o całe rzędy wielkości. Mamy nadzieję, że już wkrótce lekarze na podstawie takich badań będą mogli podejmować lepsze decyzje co do prognoz i sposobu leczenia nowotworów, mówi Wang.


« 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
      Produkowana przez nasz organizm nowo odkryta naturalna molekuła 3-HKA (3-hydroksy-l-kinurenina) może stać się potężną bronią w walce z chorobami autoimmunologicznymi i zapalnymi a nawet niektórymi nowotworami, informują naukowcy z Weill Cornell Medicine i Uniwersytetu w Perugii. Na łamach Nature Communications opisali właściwości 3-HKA, wykazali, że jest wytwarzana z tryptofanu w komórkach dendrytycznych i w modelu zwierzęcym chroni przed stanem zapalnym w przebiegu łuszczycy oraz zapaleniem nerek.
      Obecnie istnieje pilna potrzeba stworzenia nowych metod leczenia chorób autoimmunologicznych i zapalnych. Jesteśmy więc niezwykle podekscytowani możliwościami, jakie stwarza odkrycie tej potężnej molekuły, mówi współautorka badań profesor Laura Santambrogio z Weill Cornell Medicine.
      Choroby autoimmunologiczne i zapalne dotykają setki milionów ludzi na całym świecie. Obecnie większość z nich leczonych jest starszymi lekami, należącymi np. do grupy kortykosteroidów. Leki te powstały w latach 50. ubiegłego wieku i mają liczne skutki uboczne. Nowsze metody leczenia, w których wykorzystuje się przeciwciała monoklonalne, wymagają wstrzykiwania leków i często z czasem tracą na efektywności, gdyż organizm rozwija odporność. Idealnym lekiem byłby taki, który miałby minimalne skutki uboczne i mógłby być przyjmowany w formie pigułki.
      Odkrywcy 3-HKA badali tryptofan, jeden z egzogennych aminokwasów białkowych, które musimy dostarczać sobie z pożywieniem.
      Przed 15 laty odkryto, że tryptofan może być metabolizowany do kinureniny, molekuły mającej właściwości wyciszania układu odpornościowego. W pewnych przypadkach stanu zapalnego kinurenina może być wydzielana przez komórki prezentujące antygen. Prawdopodobnie służy wówczas regulacji reakcji odpornościowej. Autorzy najnowszych badań poszukiwali takiej formy kinureniny, która miałaby silne właściwości wyciszające układ odpornościowy, a jednocześnie można by ją wykorzystać do stworzenia leku w formie pigułki. W efekcie swoich poszukiwań znaleźli 3-HKA.
      Podczas badań nad mysimi i ludzkimi komórkami dendrytycznymi zauważyli, że 3-HKA blokuje ważny szlak zapalny STAT1/NF-κB, zmniejszając tym samym poziomy takich cytokin jak interleukina-6 (IL-6) czy czynnik martwicy nowotworów (TNF-α).
      Następnie przeprowadzili eksperymenty na myszach i stwierdzili, że w ich organizmach zachodzi podobnie szerokie działanie blokujące stan zapalny i chroniące zwierzęta przed łuszczycą oraz zapaleniem nerek. To zadziwiające, że nieznany dotychczas metabolit tryptofanu ma tak silne właściwości hamujące układ odpornościowy, mówi doktor Cristina Clement.
      Naukowcy zauważyli również, że 3-HKA jest wytwarzana w ludzkich i mysich komórkach nowotworów piersi i płuc w większych ilościach niż inne pochodne tryptofanu. To sugeruje, że niektóre nowotwory celowo wytwarzają 3-HKA, by chronić się przed atakiem ze strony układu odpornościowego.
      Obecnie naukowcy pracują nad stworzeniem związków, które będą miały równie silne działanie przeciwzapalne co 3-HKA, a jednocześnie będą miały lepsze właściwości – jak możliwość dłuższego przetrwania w krwioobiegu – dzięki którym uda się z nich wyprodukować leki.
      Odkrycie nowej molekuły może doprowadzić do stworzenia leków o przeciwnych działaniach. Z jednej bowiem strony wzorując się na 3-HKA można próbować stworzyć leki wyciszające układ odpornościowy i chroniące przed stanami zapalnymi czy chorobami autoimmunologicznymi, z drugiej zaś strony leki blokujące działanie 3-HKA mogłyby pomóc układowi odpornościowemu w walce z nowotworami.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Czerniak to najbardziej niebezpieczny z nowotworów skóry,. Czasem tworzy się w gałce ocznej, bardzo rzadko zaś wewnątrz organizmu. W jego leczeniu wykorzystuje się radio- i chemioterapię oraz chirurgię. Teraz naukowcy z Uniwersytetu Katolickiego w Leuven donoszą, że być może wpadli na trop kolejnego sposobu na walkę z czerniakiem, a ma nim być zastosowanie... antybiotyków.
      Możliwość reagowania na stres środowiskowy, w tym na podawane leki, przyczynia się do ewolucji guza i zyskaniu przez niego oporności na leczenie, czytamy na łamach Journal of Experimental Medicine. Odkryliśmy, że przetrwanie komórek zależne od zintegrowanej odpowiedzi na stres (ISR) zależy m.in. od zwiększenia zwiększenia przez mitochondria syntezy protein. To słabość, która można wykorzystać, używając w tym celu antybiotyków biorących na cel mitochondrialne rybosomy.
      Gdy nowotwór ewoluuje, niektóre z komórek mogą uniknąć leków i zatrzymać proliferację, by ukryć się przed układem odpornościowym, wyjaśnia Eleonora Luecci. Jednak by przetrwać leczenie, te nieaktywne komórki muszą mieć ciągle włączone mitochondria. Jako, że mitochondria pochodzą od bakterii, które zaczęły żyć wewnątrz komórek, są bardzo wrażliwe na niektóre klasy antybiotyków. To zaś podsunęło nam pomysł, by użyć antybiotyków w walce z czerniakiem.
      Uczeni pobrali od pacjenta komórki nowotworowe i przeszczepili je myszom, które następnie zaczęli leczyć antybiotykami. Antybiotyki szybko zabiły wiele komórek nowotworowych, kupując cenny czas, który był potrzebny, by mogła zadziałać immunoterapia. Przy guzach, które nie reagowały na inne metody leczenia, antybiotyki przedłużyły życie myszy, a w niektórych przypadkach je wyleczyły, dodaje Leucci.
      Naukowcy pracowali z antybiotykami, które obecnie – ze względu na rosnącą antybiotykooporność – rzadko są stosowane przy infekcjach bakteryjnych. Jednak antybiotykooporność nie miała znaczenia dla skuteczności antybiotyków w tych badaniach. Komórki nowotworowe wykazywały dużą wrażliwość na te antybiotyki. Możemy więc zacząć je stosować do leczenia nowotworu, a nie walki z infekcją, dodaje uczona.
      Badania prowadziliśmy na myszach, nie wiemy więc, na ile efektywna byłaby ta metoda u ludzi. Wspominamy tylko o jednym przypadku, gdy osoba chora na czerniaka otrzymywała antybiotyki, gdyż przechodziła infekcję bakteryjną. Jednak zauważyliśmy, że po leczeniu antybiotykami, oporne guzy tej osoby, ponownie stały się wrażliwe na standardową terapię przeciwnowotworową. To powód do optymizmu, ale potrzebujemy dalszych badań klinicznych nad wykorzystaniem antybiotyków w leczeniu nowotworu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Po raz pierwszy w Polsce pacjentowi z opornym i nawrotowym szpiczakiem plazmocytowym podano innowacyjną terapię CAR-T. Procedura nadzorowana była przez prof. Lidię Gil i prof. Dominika Dytfelda z Kliniki Hematologii i Chorób Rozrostowych Układu Krwiotwórczego w Poznaniu.
      Podanie odbyło się w ramach badania klinicznego III fazy nad skutecznością terapii CAR-T u chorych na szpiczaka.
      Badanie o akronimie CARTITUDE-4 ma porównać standardowy trójlekowy schemat leczenia chorych na szpiczaka z terapią CAR-T skierowaną przeciwko antygenowi BCMA. Ta terapia wykazuje wysoką skuteczność i trwałe odpowiedzi u wcześniej intensywnie leczonych pacjentów z nawrotowym i opornym szpiczakiem plazmocytowym.
      Chory, u którego po raz pierwszy podaliśmy lek w naszym ośrodku, miał agresywną postać szpiczaka plazmocytowego. To również młody pacjent, co nie jest częste w przypadku szpiczaka – ma 40 lat, a wszystkie dotychczasowe terapie nie przyniosły zmiany. Chory dobrze zniósł podanie leku i już dziś widzimy, że jego stan się poprawił. Dla takich pacjentówterapia CAR-T stanowi ogromną szansę na zmianę rokowania i wyleczenie – skomentował cytowany w informacji prasowej przesłanej PAP prof. Dominik Dytfeld z Kliniki Hematologii i Chorób Rozrostowych Układu Krwiotwórczego w Poznaniu.
      Jak zaznaczył, terapia CAR-T, która została podana, jest w bardzo zaawansowanych badaniach klinicznych i może być podawana w akredytowanych ośrodkach hematoonkologicznych.
      Już dziś zdajemy sobie sprawę, że zastosowanie terapii CAR-T zmieni oblicze opornego na leczenie szpiczaka plazmocytowego, jak również strategie leczenia tego nowotworu na całym świecie – podkreślił specjalista.
      Terapia CAR-T stanowi jeden z najbardziej zaawansowanych przełomów technologicznych w leczeniu nowotworów hematologicznych. Jest to spersonalizowana forma immunoterapii, polegająca na genetycznym przeprogramowaniu limfocytów T pacjenta tak, by stały się zdolne do rozpoznawania i eliminacji komórek nowotworowych. Zostają one wyposażone w chimeryczne receptory antygenowe (ang. chimeric antygen receptor; CAR). Dzięki temu komórki CAR-T rozpoznają i niszczą komórki nowotworu.
      W przypadku terapii szpiczaka plazmocytowego komórki CAR-T skierowane są przeciwko antygenowi dojrzewania komórek B (BCMA). Antygen ten licznie występuje na komórkach szpiczaka. Badanie kliniczne jest prowadzone na świecie, w tym w Polsce, przez firmę Janssen.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Trzynastego lipca 3-osobowy zespół z Pracowni Radiologii Zabiegowej i Interwencyjnej Zakładu Radiologii i Diagnostyki Obrazowej Narodowego Instytutu Onkologii w Gliwicach przeprowadził pierwszy w Polsce zabieg radioembolizacji wątroby z wykorzystaniem izotopu o nazwie holm-166.
      Zabieg przeprowadzono u 45-letniego mężczyzny z rakiem jelita grubego z przerzutami do wątroby, w przypadku którego wcześniejsza chemioterapia nie przyniosła oczekiwanych wyników.
      Czym jest radioembolizacja wątroby?
      Jak tłumaczą lekarze, zabieg radioembolizacji wątroby polega na przeznaczyniowym dostarczeniu do guza nowotworowego kilkunastu milionów mikroskopijnych cząstek z izotopem promieniotwórczym, które po zatrzymaniu się w obrębie nowotworu emitują promieniowanie i niszczą go. Dodatkowo blokują naczynia, które odżywiają guza. Podany izotop gromadzi się głównie w obszarze nowotworu, oszczędzając zdrowy miąższ wątroby. Jest to leczenie miejscowe, które nie powoduje efektów ogólnoustrojowych, w przeciwieństwie do np. chemioterapii systemowej.
      Dotąd do radioembolizacji wątroby wykorzystywano cząsteczki z izotopem itru-90. Tłumacząc, na czym polega różnica, dr Michał Gola podkreśla, że holm-166 ma krótszy okres półtrwania niż itr-90, co oznacza, że cała dawka promieniowania zostaje wyemitowana w krótszym czasie. Co istotne, ze względu na właściwości paramagnetyczne izotop ten jest widoczny w badaniu rezonansem magnetycznym. Dzięki temu można dokładniej obrazować rozkład promieniotwórczych cząstek w tkance wątroby. Wg dr. Goli, daje to podstawy do późniejszych decyzji terapeutycznych.
      Specjaliści dodają, że w etapie przygotowawczym do radioembolizacji można wykorzystać mniejszą diagnostyczną ilość izotopu holmu. Holm lepiej odzwierciedla lokalizację późniejszej terapeutycznej dawki w odniesieniu do stosowanego do tej pory w tym celu diagnostycznego izotopu technetu-99, który wykorzystywany jest w pierwszym etapie procedury radioembolizacji. Wszystkie obliczenia wykonywane są w dedykowanym programie dozymetrycznym.
      Kilkumiesięczne przygotowania
      Przygotowania do 1. zabiegu z holmem-166 zajęły parę miesięcy. Niezbędne było przejście szkoleń wymaganych przez producenta preparatu, a także uzyskanie pozwoleń na użycie takiego izotopu promieniotwórczego. Podczas procedury przeprowadzanej w pracowni radiologii zabiegowej wykorzystuje się cyfrową angiografię subtrakcyjną, zestaw współosiowych cewników o średnicy 1-2 mm oraz, oczywiście, mikrosfery z izotopem.
      Zabieg u 45-letniego pacjenta przeprowadzili radiolodzy interwencyjni: dr Michał Gola, dr n. med. Justyna Rembak-Szynkiewicz i dr n. med. Przemysław Pencak. Jego przebieg nadzorował z Utrechtu prof. Marnix Lam.
      W przygotowania zaangażowali się specjaliści z Zakładu Medycyny Nuklearnej i Endokrynologii Onkologicznej: prof. dr hab. Daria Handkiewicz-Junak, dr Tomasz Olczyk, dr n. med. Michał Kalemba, dr n. fiz. Aneta Kluczewska-Gałka i anestezjolog, dr Elżbieta Basek.
      Kryteria kwalifikacji do zabiegu
      Do radioembolizacji wątroby z wykorzystaniem holmu-166 kwalifikują się chorzy, u których nie można przeprowadzić leczenia operacyjnego (zarówno osoby z nowotworami pierwotnymi, a więc rakiem wątrobowokomórkowym czy rakiem przewodów żółciowych, jak i nowotworami wtórnymi - przerzutami).
      W przypadku przerzutów proces nowotworowy powinien być ograniczony do wątroby, ewentualnie dopuszczalne jest minimalne zajęcie innych narządów. Dodatkowo wykazana powinna być nieskuteczność dotychczasowego leczenia lub brak zakwalifikowania do innych terapii. Kluczowa jest zachowana wydolność narządowa wątroby i nerek oraz ogólna kondycja pacjenta – wyjaśniają doktorzy Rembak-Szynkiewicz i Pencak.
      Wyniki dotychczasowych badań klinicznych
      Dotychczasowe badania kliniczne, HEPAR I, HEPAR II czy HCC Dresden, wykazały bezpieczeństwo środka z holmem-166. W informacji prasowej NIO w Gliwicach podano, że skuteczność, czyli kontrolę choroby wyrażoną jako stabilny obraz lub zmniejszenie się guzów, wykazano w trzymiesięcznym okresie obserwacji ogółem u 64% pacjentów, w przypadku przerzutów raka jelita grubego wartość ta dochodziła do 73%. W badaniu u pacjentów z rozpoznaniem raka wątrobowokomórkowego było to nawet 90% w półrocznym okresie obserwacji.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Centrum Nowych Technologii UW oraz Wydziału Fizyki UW pod kierunkiem prof. Jacka Jemielitego i dr hab. Joanny Kowalskiej, we współpracy z badaczami z Instytutu Chemii Fizycznej PAN, opracowali efektywną metodę dostarczania nukleotydów do komórek, która powoduje destrukcję komórek nowotworowych. Rezultaty swoich prac opisali w czasopiśmie naukowym Chemical Science.
      W artykule Cellular delivery of dinucleotides by conjugation with small molecules: targeting translation initiation for anticancer applications badacze z Centrum Nowych Technologii UW i Wydziału Fizyki UW oraz Instytutu Chemii Fizycznej PAN opublikowali efekty badań prowadzonych pod kierunkiem prof. Jacka Jemielitego i dr hab. Joanny Kowalskiej.
      W publikacji po raz pierwszy pokazano, że analogi kapu efektywnie dostarczone do komórek są w stanie zatrzymać proces podziałów komórek nowotworowych, powodując ich destrukcję (zaplanowaną śmierć komórek nowotworowych). Udowodnienie tego było jednym z większych wyzwań w prowadzonych badaniach.
      Udało się ten problem rozwiązać stosując znakowanie fluorescencyjne cząsteczek oraz zaawansowane techniki mikroskopowe, w których specjalizują się badacze z IChF PAN. Te badania to ważny krok w kierunku nowego rodzaju terapii przeciwnowotworowych opartych na analogach końca 5’ mRNA – mówi dr hab. Joanna Kowalska z Wydziału Fizyki UW.
      Naukowcy wskazują na szerokie potencjalne możliwości zastosowania opisanej metody. –  Metoda zaprezentowana w artykule może mieć charakter ogólny i zostać wykorzystana do dostarczania również innych nukleotydów o potencjale terapeutycznym, co pozwoli na wykorzystanie nukleotydów w leczeniu także innych chorób – podkreśla prof. Jacek Jemielity z CeNT UW.
      Dostarczanie nukleotydów do komórek
      Nukleotydy są m.in. źródłem energii w komórkach, cząsteczkami wykorzystywanymi do sygnalizacji wewnątrzkomórkowej, jak również międzykomórkowej oraz składnikami kwasów nukleinowych i substratami do ich biosyntezy. Ze względu na swoje niezwykle istotne biologiczne funkcje mają bardzo duży potencjał jako terapeutyki. Polarna budowa tych związków powoduje jednak, że nie są one w stanie wnikać do komórek i nie ma naturalnych mechanizmów komórkowych pozwalających na ich dostarczenie.
      Opracowana przez badaczy z UW i PAN metoda polega na łączeniu nukleotydów z niewielkimi cząsteczkami, które mają za zadanie dostarczenie ich do wnętrza komórki. W tym celu naukowcy wykorzystali przede wszystkim cząsteczki cholesterolu, który zapewnia wydajny transport nukleotydów do wnętrza komórek.
      Za pomocą tej metody naukowcy wprowadzili do komórek analogi końca 5’ mRNA (analogi kapu) połączone z cząsteczkami cholersterolu. Koniec 5’ mRNA zaangażowany jest w inicjację procesu translacji mRNA, w wyniku czego powstają w komórkach białka. Analogi kapu potrafią naśladować koniec 5’ mRNA, bezpośrednio oddziałując z białkiem eIF4E, co blokuje biosyntezę białka w komórkach.
      Okazuje się, że w wielu nowotworach mamy do czynienia z nadekspresją białka eIF4E, czyli jest go więcej niż w zdrowych komórkach. To powoduje, że translacji zaczynają ulegać białka onkogenne stymulujące proces powstawania nowotworu. Związanie nadmiarowej ilości białka eIF4E może pozwolić na przywrócenie procesu translacji w komórkach na właściwe tory – wyjaśnia prof. Jacek Jemielity.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...