Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Poznanie szczegółów budowy raka piersi ułatwi opracowanie nowych immunoterapii
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Medycyna
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Na Uniwersytecie Stanforda powstała rewolucyjna technika obrazowania struktur wewnątrz organizmu. Polega ona na uczynieniu skóry i innych tkanek... przezroczystymi. Można tego dokonać nakładając na skórę jeden z barwników spożywczych. Testy na zwierzętach wykazały, że proces jest odwracalny. Technika taka taka, jeśli sprawdzi się na ludziach, może mieć bardzo szerokie zastosowanie – od lokalizowania ran, poprzez monitorowanie chorób układu trawienia, po diagnostykę nowotworową.
Technologia ta może uczynić żyły lepiej widocznymi podczas pobierania krwi, ułatwić laserowe usuwanie tatuaży i pomagać we wczesnym wykrywaniu i leczeniu nowotworów, mówi Guosong Hong. Na przykład niektóre terapie wykorzystują lasery do usuwania komórek nowotworowych i przednowotworowych, ale ich działanie ograniczone jest do obszaru znajdującego się blisko powierzchni skóry. Ta technika może poprawić penetrację światła laserowego, dodaje.
Przyczyną, dla której nie możemy zajrzeć do wnętrza organizmu, jest rozpraszanie światła. Tłuszcze, płyny, białka, z których zbudowane są organizmy żywe, rozpraszają światło w różny sposób, powodując, że nie jest ono w stanie penetrować ich wnętrza, więc są dla nas nieprzezroczyste. Naukowcy ze Stanforda stwierdzili, że jeśli chcemy, by materiał biologiczny stał się przezroczysty, musimy spowodować, żeby wszystkie budujące go elementy rozpraszały światło w ten sam sposób. Innymi słowy, by miały taki sam współczynnik załamania. A opierając się na wiedzy z optyki stwierdzili, że barwniki najlepiej absorbują światło i mogą być najlepszym ośrodkiem, który spowoduje ujednolicenie współczynników załamania.
Szczególną uwagę zwrócili na tartrazynę czyli żółcień spożywczą 5, oznaczoną symbolem E102. Okazało się, że mieli rację. Po rozpuszczeniu w wodzie i zaabsorbowaniu przez tkanki, tartrazyna zapobiegała rozpraszaniu światła. Najpierw barwnik przetestowano na cienkich plastrach kurzej piersi. W miarę, jak stężenie tartrazyny rosło, zwiększał się współczynnik załamania światła w płynie znajdującym się w mięśniach. W końcu zwiększył się do tego stopnia, że był taki, jak w białkach budujących mięśnie. Plaster stał się przezroczysty.
Później zaczęto eksperymenty na myszach. Najpierw wtarli roztwór tartrazyny w skórę głowy, co pozwoliło im na obserwowanie naczyń krwionośnych. Później nałożyli go na brzuch, dzięki czemu mogli obserwować kurczenie się jelit i ruchy wywoływane oddychaniem oraz biciem serca. Technika pozwalała na obserwacje struktur wielkości mikrometrów, a nawet polepszyła obserwacje mikroskopowe. Po zmyciu tartrazyny ze skóry tkanki szybko wróciły do standardowego wyglądu. Nie zaobserwowano żadnych długoterminowych skutków nałożenia tartrazyny, a jej nadmiar został wydalony z organizmu w ciągu 48 godzin. Naukowcy podejrzewają, że wstrzyknięcie barwnika do tkanki pozwoli na obserwowanie jeszcze głębiej położonych struktur organizmu.
Badania, w ramach których dokonano tego potencjalnie przełomowego odkrycia, rozpoczęły się jako projekt, którego celem jest sprawdzenie, jak promieniowanie mikrofalowe wpływa na tkanki. Naukowcy przeanalizowali prace z dziedziny optyki z lat 70. i 80. ubiegłego wieku i znaleźli w nich dwa podstawowe narzędzia, które uznali za przydatne w swoich badaniach: matematyczne relacje Kramersa-Kroniga oraz model Lorentza. Te matematyczne narzędzia rozwijane są od dziesięcioleci, jednak nie używano ich w medycynie w taki sposób, jak podczas opisywanych badań.
Jeden z członków grupy badawczej zdał sobie sprawę, że te same zmiany, które czynią badane materiały przezroczystymi dla mikrofal, można zastosować dla światła widzialnego, co mogłyby być użyteczne w medycynie. Uczeni zamówili więc sięc silne barwniki i zaczęli dokładnie je analizować, szukając tego o idealnych właściwościach optycznych.
Nowatorskie podejście do problemu pozwoliło na dokonanie potencjalnie przełomowego odkrycia. O relacjach Kramersa-Kroniga uczy się każdy student optyki, w tym przypadku naukowcy wykorzystali tę wiedzę, do zbadania, jak silne barwniki mogą uczynić skórę przezroczystą. Podążyli więc w zupełnie nowym kierunku i wykorzystali znane od dziesięcioleci podstawy do stworzenia nowatorskiej technologii.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z kilku brytyjskich uniwersytetów szczegółowo zbadali strongmana Eddiego Halla – człowieka, który w martwym ciągu podniósł 500 kg. – i ze zdumieniem stwierdzili, że w podnoszeniu tak wielkich ciężarów bardzo ważną rolę odgrywają mięśnie, którym dotychczas nie przypisywano tak dużego znaczenia. Eddie został poddany serii testów siłowych oraz skanowaniu za pomocą rezonansu magnetycznego, a jego strukturę mięśni i ścięgien porównano z danymi innych ludzi, zarówno trenujących sporty, jak i nietrenujących.
Badania wykazały, że masa mięśniowa dolnej części ciała Eddiego była o 96% większa, niż masa mięśniowa przeciętnego niewytrenowanego mężczyzny. Największe różnice – od 120 do 202 procent – zauważono w mięśniach stóp odpowiedzialnych m.in. za rozciąganie palców oraz stabilizację ścięgien pod obciążeniem oraz grupie mięśni stabilizujących miednicę i uda. Duża różnica masy, sięgająca 100%, występowała też w mięśniu czworogłowym uda. Wszystkie wymienione mięśnie były kluczowe dla zadań, jakie wykonują strongmani, takich jak podnoszenie, noszenie i ciągnięcie ciężarów.
Inne mięśnie okazały się znacznie mniej istotne. Na przykład mięśnie odpowiedzialne za zginanie stawu biodrowego były u Eddiego „zaledwie” o 23–65 procent większe niż u przeciętnego nietrenującego mężczyzny. A więzadło rzepki było o 30% grubsze, mimo że jest ono połączone z grubszym o 100% mięśniem czworogłowym uda.
Największą jednak niespodziankę sprawiły mięśnie stabilizujące miednicę i uda. Spodziewaliśmy się, że u Eddiego – strongmana i rekordzisty w martwym ciągu – najbardziej rozwinięte będą mięśnie odpowiedzialne za zginanie kolan i stawów biodrowych. Miał je dobrze rozwinięte, ale zaskoczyło nas, że najbardziej rozwinięte miał mięśnie stabilizujące miednicę i uda: mięsień krawiecki, mięsień smukły i mięsień półścięgnisty. To wskazuje, że mięśnie te odgrywają większą rolę w podnoszeniu i noszeniu ciężarów, niż dotychczas przypuszczaliśmy, mówi profesor Jonathan Folland. A doktor Tom Balshaw dodaje, że zrozumienie siły i budowy mięśni ważne jest zarówno dla sportowców, jak i dla zdrowego starzenia się. Wciąż jednak mamy ograniczoną wiedzę dotyczącą ludzi o ekstremalnej sile, stwierdza uczony.
Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach Journal of Applied Physiology.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na południu Hiszpanii, w miejscowości Antequera, znajduje się jedna z największych megalitycznych struktur w Europie, Dolmen de Menga. Ten olbrzymi tumulus (grobowiec) powstał niemal 6000 lat temu. Po raz pierwszy został zbadany w latach 40. XIX wieku i od tamtego czasu fascynuje archeologów. Autorzy najnowszych badań wykazali, że budowniczowie dolmenu mieli znacznie lepsze rozumienie inżynierii i fizyki, niż jesteśmy skłonni przypisywać ludziom z tamtej epoki. Im lepiej rozumiemy takie struktury, tym bardziej okazuje się, że nie doceniamy ludzi epoki kamienia.
W Europie późnego okresu prehistorycznego megality były bardzo rozpowszechnione. Pojawiają się w połowie V tysiąclecia we Francji i są budowane w II tysiącleciu na Balearach, Korsyce, Sardynii i w Grecji. Megality, najwcześniejsze monumentalne budowle z kamienia, wyrażały głębokie przesłanie społeczne i ideologiczne w trwały i widoczny sposób. Trwałość wielkich głazów (w przeciwieństwie do drewna) oraz ich wpływ na kształtowanie wyglądu otoczenia, sugerują, że jednym z głównym motywów, dla których megality były wznoszone, była ich długowieczność, stwierdzają hiszpańscy badacze.
Twórcy Dolmen de Menga zbudowali grobowiec, którego komora ma 28 metrów długości, 6 metrów szerokości i 3,5 metra wysokości. Aby tego dokonać musieli z odległego o 850 metrów kamieniołomu przetransportować 32 gigantyczne głazy i je odpowiednio ułożyć. Największy z nich, jeden z głazów stanowiących dach, ma 8 metrów długości i waży około 150 ton. To aż 5-krotnie więcej niż największe głazy ze Stonehenge.
Już sam transport tak wielkich głazów był niezwykłym przedsięwzięciem. I nie chodzi tutaj tylko o ich masę. Budowniczowie musieli dostarczyć głazy w całości, wiedzieli więc co zrobić, by ich nie porozbijać, by nie złamały się pod własnym ciężarem.
Transport ułatwiało położenie kamieniołomu, który znajduje się 50 metrów powyżej tumulusa. Autorzy badań uważają, że budowniczowie ułożyli drewnianą drogę, dzięki której mogli zmniejszyć tarcie. Wykorzystali też sanie. Transport tak masywnych głazów w dół wzgórza wymagał precyzyjnej kontroli przyspieszenia, centrum masy i równowagi. Prawdopodobnie użyli wielkich lin. Operację taką utrudniał fakt, że mamy tutaj do czynienia z miękkimi skałami, które mógł zniszczyć każdy niespodziewany wstrząs. Leżące na saniach kamienie musiały być w jakiś sposób równoważone podczas transportu.
Dostarczone na miejsce głazy były następnie wkładane w głębokie na 1,5 metra otwory wykute w podłożu skalnym. Skanowanie laserowe ujawniło, że budowniczowie musieli używać ramp i przeciwwag, dzięki którym umieścili głazy z milimetrową dokładnością. Tak olbrzymia precyzja była potrzebna, gdyż w głazach wyrzeźbiono fasety, dzięki którym – po usunięciu ramp i przeciwwag – głazy zazębiają się o siebie, utrzymując swą masę.
Budowniczowie Dolmen de Menga, ludzie, którzy żyli niemal 6000 lat temu, wykazali się olbrzymią precyzją, wiedzą na temat fizyki, inżynierii i geometrii. Przy tak masywnej konstrukcji pomyłka o kilka centymetrów w ustawieniu tylko jednego z głazów prawdopodobnie uniemożliwiłaby skorygowanie błędu.
Dolmen de Menga jest o 1000 lat starszy od Stonehenge i powstał na terenie aktywnym sejsmicznie. Mimo to stoi od 6000 lat. To dowodzi, że jego budowniczowie dobrze wiedzieli, co robią.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Okresowe głodówki niosą ze sobą wiele korzyści zdrowotnych. Opóźniają wystąpienie niektórych chorób związanych z wiekiem, przedłużają życie. W grę wchodzi tutaj wiele różnych mechanizmów. Jedne z badań prowadzonych MIT wykazały, że głodówka zwiększa możliwości regeneracyjne komórek macierzystych układu pokarmowego, które dzięki temu są w stanie likwidować stany zapalne czy uszkodzenia jelit. Autorzy najnowszych badań dokładnie opisali ten mechanizm, ale odkryli też jego ciemną stronę. Jeśli w takim okresie regeneracji dojdzie do mutacji onkogennych, u badanych myszy z większym prawdopodobieństwem rozwijały się guzy.
Większa aktywność komórek macierzystych jest korzystna z punktu widzenia powrotu do zdrowia, ale zbyt dużo dobrego może z czasem mieć niekorzystne skutki, mówi główny autor badań, profesor Omer Yilmaz ze znajdującego się na MIT Koch Institute for Integrative Cancer Research. Uczony dodaje, że potrzebne są kolejne badania, by sprawdzić, czy takie samo zjawisko występuje również u ludzi.
Yilmaz i jego zespół od wielu lat badają wpływ głodówek i diet niskokalorycznych na zdrowie układu pokarmowego. W 2018 roku wykazali, że podczas głodówki komórki macierzyste jelit zaczynają wykorzystywać lipidy, a nie węglowodany, jako źródła energii. Dowiedli też, że głodówka prowadzi do znacznego zwiększenia zdolności regeneracyjnych komórek macierzystych. Od tamtego czasu próbowaliśmy zrozumieć mechanizm, za pomocą którego głodówka zwiększa te zdolności. Czy chodzi o samą głodówkę czy o jedzenie po zakończeniu głodówki, wyjaśnia uczony.
Nowe badania pokazały, że w czasie głodówki zdolności regeneracyjne komórek macierzystych są ograniczone, ale gwałtownie wzrastają w okresie po zakończeniu głodówki. Uczeni prowadzili eksperymenty na trzech grupach myszy. Pierwsza z nich głodowała przez 24 godziny, druga głodowała przez 24 godziny, a następnie mogła jeść kiedy chce, oraz trzecia, która mogła jeść kiedy chce. W czasie trwania eksperymentu prowadzono analizę zdolności do namnażania się komórek macierzystych jelit. Okazało się, że taki proces zachodził najbardziej intensywnie po zakończeniu głodówki.
Głodówka i ponowne spożywanie pokarmów to dwa różne stany. Podczas głodówki komórki mogą przetrwać dzięki wykorzystywaniu lipidów. A regenerację napędza okres ponownego przyjmowania pokarmów po głodówce. Wówczas komórki macierzyste i komórki prekursorowe uruchamiają programy, które pozwalają im namnażanie się i ponowne zasiedlanie wyściółki jelit, wyjaśnia doktor Shinya Imada. Badacze dowiedzieli się, że komórki aktywują wówczas szlak sygnałowy mTOR, który zaangażowany jest w procesy wzrostu i metabolizmu komórek. Jedną z ról mTOR jest translacja mRNA w białka, więc po aktywacji, komórka produkuje więcej białka, a jego synteza jest niezbędna do rozprzestrzeniania się. Uczeni wykazali też, że aktywacja mTOR w komórkach macierzystych prowadzi też do bardzo dużej produkcji poliamin, niewielkich molekuł pomagających komórkom we wzroście i podziale.
Okazało się jednak, że gdy komórki macierzyste znajdują się stanie, w którym zdolne są do tak intensywnej regeneracji, są bardziej podatne na mutacje onkogenne. Komórki macierzyste jelit należą do najbardziej aktywnie dzielących się komórek w naszych organizmach. Dzięki nim szybko dochodzi do wymiany wyściółki jelit. Jednak, jako że dzielą się tak często, są głównym źródłem komórek przedrakowych. Autorzy badań zauważyli, że gdy u myszy, które zaczęły jeść po głodówce, uruchomią gen powodujący nowotwór, zwierzęta takie z większym prawdopodobieństwem rozwiną przedrakowe polityp niż w sytuacji, gdy gen zostanie uruchomiony w czasie głodówki czy u zwierząt, które nie głodowały.
Chcę podkreślić, że to badania na myszach, w których użyliśmy konkretnej mutacji. U ludzi będzie to bardziej skomplikowane. Z badań możemy jednak wyciągnąć następujący wniosek: głodówka jest bardzo zdrowa, jeśli jednak masz pecha i w momencie, gdy kończysz głodówkę komórki twoich jelit zostaną wystawione na działanie mutagenu – na przykład na przypalony stek – może dojść do zwiększenia ryzyka pojawienia się nieprawidłowości, która da początek nowotworowi, wyjaśnia Yilmaz.
Uczony stwierdził też, że głodówka może przynieść bardzo dużo korzyści osobom, które przechodzą uszkadzającą jelita radioterapię. Obecnie wraz z zespołem bada, czy podobnych korzyści nie można odnieść bez głodówki, przyjmując suplementy poliamin.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Dermatolog Harald Kittler z Uniwersytetu Medycznego w Wiedniu stanął na czele austriacko-australijskiego zespołu, który porównał trafność diagnozy i zaleceń dotyczących postępowania z przebarwieniami na skórze stawianych przez lekarzy oraz przez dwa algorytmy sztucznej inteligencji pracujące na smartfonach. Okazało się, że algorytmy równie skutecznie co lekarze diagnozują przebarwienia. Natomiast lekarze podejmują znacznie lepsze decyzje dotyczące leczenia.
Testy przeprowadzono na prawdziwych przypadkach pacjentów, którzy zgłosili się na Wydział Dermatologii Uniwersytetu Medycznego w Wiedniu oraz do Centrum Diagnozy Czerniaka w Sydney w Australii.
Testowane były dwa scenariusze. W scenariuszu A porównywano 172 podejrzane przebarwienia na skórze (z których 84 były nowotworami), jakie wystąpiły u 124 pacjentów. W drugim (scenariuszu B) porównano 5696 przebarwień – niekoniecznie podejrzanych – u 66 pacjentów. Wśród nich było 18 przebarwień spowodowanych rozwojem nowotworu. Testowano skuteczność dwóch algorytmów. Jeden z nich był nowym zaawansowanym programem, drugi zaś to starszy algorytm ISIC (International Skin Imaging Collaboration), używany od pewnego czasu do badań retrospektywnych.
W scenariuszu A nowy algorytm stawiał diagnozę równie dobrze jak eksperci i był wyraźnie lepszy od mniej doświadczonych lekarzy. Z kolei algorytm ISIC był znacząco gorszy od ekspertów, ale lepszy od niedoświadczonych lekarzy.
Jeśli zaś chodzi o zalecenia odnośnie leczenia, nowoczesny algorytm sprawował się gorzej niż eksperci, ale lepiej niż niedoświadczeni lekarze. Aplikacja ma tendencję do usuwania łagodnych zmian skórnych z zaleceń leczenia, mówi Kittler.
Algorytmy sztucznej inteligencji są więc już na tyle rozwinięte, że mogą służyć pomocą w diagnozowaniu nowotworów skóry, a szczególnie cenne będą tam, gdzie brak jest dostępu do doświadczonych lekarzy. Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach The Lancet.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.