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

Chcieli zregenerować grasicę, cofnęli zegar biologiczny

Recommended Posts

Badania na niewielkiej grupie ochotników po raz pierwszy przyniosły wyniki, które można uznać za odwrócenie działania zegara epigenetycznego. W ramach badań prowadzonych przez uczonych z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (UCLA) dziewięciu zdrowych ochotników przez rok przyjmowało koktajl złożony z trzech ogólnie dostępnych leków – hormonu wzrostu i dwóch leków przeciwcukrzycowych. Późniejsza analiza genomu wykazała, że średni wiek biologiczny uczestników badani zmniejszyl się o 2,5 roku. Oznaki odmłodzenia zauważono również w układzie odpornościowym badanych.

Uzyskane wyniki zaskoczyły nawet samych badaczy. Spodziewałem się spowolnienia zegara biologicznego, ale nie odwrócenia jego działania. To coś przyszłościowego, mówi genetyk Steve Horvath, który prowadził analizę epigenetyczną. Autorzy badań ostrzegają jednak przed zbytnim entuzjazmem, gdyż były one prowadzone na małej próbie i nie było grupy kontrolnej. Być może uzyskano pozytywne wyniki. Jednak nie można ich uznać za bardzo solidne, gdyż grupa była mała i nie były to dobrze kontrolowane badania, zauważa biolog Wolfgang Wagner z Uniwersytetu w Aachen.

Zegar epigenetyczny korzysta z epigenomu, czyli pełnego zestawu modyfikacji chemicznych DNA oraz białek histonów. Wzorce tych modyfikacji zmieniają się w czasie życia i podążają za wiekiem biologicznym danej osoby, który może być mniejszy lub większy niż jej wiek mierzony samym upływem czasu. Naukowcy odtwarzają zegar epigenetyczny wybierając z genomu miejsca metylacji DNA. W ciągu ostatnich lat Horvath, który jest pionierem badań zegara epigenetycznego, stworzył jedne z najbardziej precyzyjnych technik korzystania z tego zegara.

Opisywane badania zorganizowano głównie po to, by sprawdzić, czy hormon wzrostu może być bezpiecznie stosowany w celu odtworzenia tkanki grasicy. Jest ona kluczowym narządem dla wydajnego działania układu odpornościowego. Wytwarzane w szpiku leukocyty dojrzewają wewnątrz grasicy, gdzie przekształcają się w wyspecjalizowane leukocyty T, zwalczające infekcje czy nowotwory. Jednak po okresie dojrzewania grasica zaczyna się kurczyć i jest coraz bardziej zapychana przez tłuszcz.
Wcześniejsze badania na zwierzętach i ludziach sugerowały, że hormon wzrostu może stymulować regenerację grasicy. Problem jednak w tym, że hormon ten stymuluje również rozwój cukczycy. Dlatego też obok hormonu ochotnikom podawno dehydroepiandrosteron (DHEA) oraz metforminę.

W badaniach Thymus Regeneration, Immunorestoration and Insulin Mitigation (TRIIM) prowadzonych przez immunologa Gergory'ego Fahy'ego wzięło udział 9 ochotników. Wszyscy to biali mężczyźni w wieku 51–65 lat.

Fahy zainteresował się grasicą w latach 80., gdy dowiedział się o wynikach badań, w ramach których naukowcy wszczepili szczurom komórki wydzielające hormon wzrostu, a uzyskane wyniki sugerowały, że układ odpornościowy zwierząt uległ odmłodzeniu. Naukowca zdziwiło, że nikt nie podążył tym śladem i nie przeprowadził badań na ludziach. Zaczął więc badać grasicę. Mniej więcej 10 lat później, gdy miał 46 lat przez miesiąc aplikował sobie hormon wzrostu oraz DHEA i odkrył, że jego grasica nieco się zregenerowała.

Podczas badań TRIIM uczeni sprawdzali u uczestników liczbę białych ciałek krwi. Stwierdzili, że uległa ona zwiększeniu do liczby typowej dla młodszej osoby. Ponadto na początku i na końcu badań wykonali obrazowanie grasicy za pomocą rezonansu magnetycznego. Zauważyli, że u 7 z 9 badanych zgromadzony w grasicy tłuszcz został zastąpiony przez zregenerowaną tkankę grasicy.

Fahy wpadł wówczas na pomysł sprawdzenia zegara epigenetycznego badanych i poprosił o pomoc Horvatha. Ten zastosował cztery różne metody oceny wieku biologicznego każdego z pacjentów i za każdym razem odkrył jego znaczące obniżenie. To oznacza duży wpływ biologiczny zastosowanej terapii, mówi Horvath. Co więcej, efekt odmłodzenia nadal utrzymywał się u sześciu osób, które pół roku po zakończeniu testu oddały krew do ponownego przebadania. "Jako, że zmiany te zauważyliśmy u każdego z badanych i są one bardzo wyraźne, jestem optymistycznie nastawiony do uzyskanych wyników", mówi Horvath.

Naukowcy planują teraz przeprowadzenie szerzej zakrojonych badań, do których chcą zaangażować osoby w różnym wieku, z różnych grup etnicznych oraz obu płci. Jak zauważa Horvath, metody regeneracji grasicy mogą być niezwykle użyteczne dla osób o upośledzonym układzie odpornościowym, w tym dla osób starszych. Infekcje są bowiem jedną z najważniejszych przyczyn zgonów osób po 70. roku życia. Z uzyskanych wyników cieszy się też Sam Palmer, specjalista od immunologii onkologicznej. Zauważa on, że poprawienie funkcjonowania układu odpornościowego będzie miało istotny wpływ na leczenie nie tylko infekcji, ale również nowotworów oraz chorób związanych ze starzeniem się.


« 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
      W budownictwie od dawna wykorzystuje się materiały pochodzenia biologicznego, np. drewno. Gdy się ich używa, nie są już jednak żywe. A gdyby tak stworzyć żyjący budulec, który jest w stanie się rozrastać, a przy okazji ma mniejszy ślad węglowy? Naukowcy nie poprzestali na zadawaniu pytań i zabrali się do pracy, dzięki czemu uzyskali beton i cegły z bakteriami.
      Zespół z Uniwersytetu Kolorado w Boulder podkreśla, że skoro udało się utrzymać przy życiu pewną część bakterii, żyjące, i to dosłownie, budynki nie są wcale tylko i wyłącznie pieśnią przyszłości.
      Pewnego dnia takie struktury będą mogły, na przykład, same zasklepiać pęknięcia, usuwać z powietrza niebezpieczne toksyny, a nawet świecić w wybranym czasie.
      Na razie technologia znajduje się w powijakach, ale niewykluczone, że kiedyś żyjące materiały poprawią wydajność i ekologiczność produkcji materiałów budowlanych, a także pozwolą im wyczuwać i wchodzić w interakcje ze środowiskiem - podkreśla Chelsea Heveran.
      Jak dodaje Wil Srubar, obecnie wytworzenie cementu i betonu do konstruowania dróg, mostów, drapaczy chmur itp. generuje blisko 6% rocznej światowej emisji dwutlenku węgla.
      Wg Srubara, rozwiązaniem jest "zatrudnienie" bakterii. Amerykanie eksperymentowali z sinicami z rodzaju Synechococcus. W odpowiednich warunkach pochłaniają one CO2, który wspomaga ich wzrost, i wytwarzają węglan wapnia (CaCO3).
      Naukowcy wyjaśnili, w jaki sposób uzyskali LBMs (od ang. living building material, czyli żyjący materiał), na łamach pisma Matter. Na początku szczepili piasek żelatyną, pożywkami oraz bakteriami Synechococcus sp. PCC 7002. Wybrali właśnie żelatynę, bo temperatura jej topnienia i przejścia żelu w zol wynosi ok. 37°C, co oznacza, że jest kompatybilna z temperaturami, w jakich sinice mogą przeżyć. Poza tym, schnąc, żelatynowe rusztowania wzmacniają się na drodze sieciowania fizycznego. LBM trzeba schłodzić, by mogła się wytworzyć trójwymiarowa hydrożelowa sieć, wzmocniona biogenicznym CaCO3.
      Przypomina to nieco robienie chrupiących ryżowych słodyczy, gdy pianki marshmallow usztywnia się, dodając twarde drobinki.
      Akademicy stworzyli łuki, kostki o wymiarach 50x50x50 mm, które były w stanie utrzymać ciężar dorosłej osoby, i cegły wielkości pudełka po butach. Wszystkie były na początku zielone (sinice to fotosyntetyzujące bakterie), ale stopniowo brązowiały w miarę wysychania.
      Ich plusem, poza wspomnianym wcześniej wychwytem CO2, jest zdolność do regeneracji. Kiedy przetniemy cegłę na pół i uzupełnimy składniki odżywcze, piasek, żelatynę oraz ciepłą wodę, bakterie z oryginalnej części wrosną w dodany materiał. W ten sposób z każdej połówki odrośnie cała cegła.
      Wyliczenia pokazały, że w przypadku cegieł po 30 dniach żywotność zachowało 9-14% kolonii bakteryjnych. Gdy bakterie dodawano do betonu, by uzyskać samonaprawiające się materiały, wskaźnik przeżywalności wynosił poniżej 1%.
      Wiemy, że bakterie rosną w tempie wykładniczym. To coś innego niż, na przykład, drukowanie bloku w 3D lub formowanie cegły. Gdybyśmy mogli uzyskiwać nasze materiały [budowlane] na drodze biologicznej, również bylibyśmy w stanie produkować je w skali wykładniczej.
      Kolejnym krokiem ekipy jest analiza potencjalnych zastosowań platformy materiałowej. Można by dodawać bakterie o różnych właściwościach i uzyskiwać nowe materiały z funkcjami biologicznymi, np. wyczuwające i reagujące na toksyny w powietrzu.
      Budowanie w miejscach, gdzie zasoby są mocno ograniczone, np. na pustyni czy nawet na innej planecie, np. na Marsie? Czemu nie. W surowych środowiskach LBM będą się sprawować szczególnie dobrze, ponieważ do wzrostu wykorzystują światło słoneczne i potrzebują bardzo mało materiałów egzogennych. [...] Na Marsa nie zabierzemy ze sobą worka cementu. Kiedy wreszcie się tam wyprawimy, myślę, że naprawdę postawimy na biologię.
      Badania sfinansowała DARPA (Agencja Badawcza Zaawansowanych Projektów Obronnych).

      « powrót do artykułu
    • 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
      W ciągu ostatniej dekady pojawiało się coraz więcej dowodów wskazujących na to, że szczepionka przeciwko odrze chroni nie tylko przed tą chorobą, ale również w dłuższej perspektywie zapobiega innym infekcjom. Nie wiadomo było jednak, w jaki sposób działa ten mechanizm.
      Jedni naukowcy twierdzili, że szczepionka całościowo wzmacnia układ odpornościowy. Zdaniem innych, szczepionka pomaga zwalczaniu innych infekcji przez sam fakt, że nie dopuszcza do zachorowania na odrę. Zgodnie z tą teorią, zachorowanie na odrę powoduje, że układ odpornościowy „zapomina”, w jaki sposób należy bronić się przed innymi chorobami. Prowadzone dotychczas badania wykazywały, że w ciągu 2-3 lat od zachorowania na odrę organizm jest bardziej podatny na inne infekcje, jednak mechanizm tego zjawiska nie był znany. Teraz poznał go międzynarodowy zespół naukowy pracujący pod kierunkiem specjalistów z Harvard Medical School, Brigham and Women's Hospital i Harvard T.H. Chan School of Public Health.
      Jak dowiadujemy się ze Science, naukowcy zauważyli, że wirus odry usuwa od 11 do 73 procent różnych przeciwciał chroniących przed chorobami wirusowymi i bakteryjnymi. Wachlarz likwidowanych przeciwciał jest bardzo szeroki, od tych chroniących przed grypą po wirusa opryszczki i od zwalczających zapalenie płuc po infekcje skóry.
      Wyobraźmy sobie, że nasz układ odpornościowy korzysta z albumy znanych kryminalistów i ktoś w tym albumie zrobił dziury. Wtedy trudniej jest poznać kryminalistę, gdy się go spotka, szczególnie, jeśli usunięto w ten sposób tak ważne elementy fotografii przestępców jak oczy czy usta, mówi profesor Michael Mina.
      Zagrożenie związane z odrą jest większe, niż dotychczas sądziliśmy. Teraz lepiej rozumiemy mechanizm wydłużonej podatności na infekcje, związany z usunięciem pamięci układu odpornościowego, dodaje profesor Stephen Elledge.
      Odkrycie, że zarażenie wirusem odry usuwa z organizmu wiele różnych przeciwciał wspiera hipotezę, mówiącą, że choroba ta niszczy pamięć układu odpornościowego. To najlepszy dowód, że amnezja immunologiczna istnieje i w długim terminie wpływa na pamięć immunologiczną, dodaje Mina, który w 2015 roku jako pierwszy odkrył związki pomiędzy zarażeniem odrą u dzieci a ich długoterminową śmiertelnością.
      Badacze zauważyli też, że osoby, które zachorowały na odrę, stopniowo odzyskują pamięć immunologiczną i ich organizm na nowo uczy się bronić przed innymi infekcjami w miarę, jak się z nimi styka. Jednak, jako że proces ten może trwać nawet przez kilka lat, w tym czasie ludzie narażeni są na poważne powikłania po infekcjach. Zdaniem naukowców należy rozważyć, czy u osób, które przeszły odrę, nie należy powtórzyć wszystkich poprzednich szczepień, w tym na wirusowe zapalenie wątroby czy polio. Ponowne szczepienie po odrze może pomóc w uniknięciu komplikacji związanych z amnezją immunologiczną, stwierdzają autorzy najnowszych badań.
      Jak wynika z danych WHO, przed wynalezieniem szczepionki przeciwko odrze choroba ta zabijała każdego roku około 2,6 miliona osób. Obecnie każdego roku na odrę zapada ponad 7 milionów osób, z czego umiera ponad 100 000. Niewykluczone jednak, że rzeczywista liczba jej ofiar jest wyższa. Jak bowiem widzimy z najnowszych badań, wiele dzieci, które poradziły sobie z odrą, mogą później – w wyniku upośledzenia układ odpornościowego – umrzeć z powodu innych chorób.
      Najnowsze odkrycie było możliwe dzięki testowi VirScan opracowanemu w 2015roku przez Elledge'a i Tomasza Kulę, doktoranta z Elledge Lab. W 2013 roku podczas epidemii odry w Holandii pobrano próbki krwi od niezaszczepionych dzieci. Później 77 z nich zachorowało i od nich ponownie pobrano krew. Naukowcy mogli więc porównać ich krew sprzed i po infekcji, a jajko grupę kontrolną wykorzystano krew 115 dorosłych i dzieci, którzy nie chorowali na odrę.
      Gdy Kula przyjrzał się wynikom badań stwierdził, że po infekcji wirusem odry u dzieci doszło do dramatycznego spadku liczby przeciwciał chroniących przed innymi chorobami. To zaś wskazywało na prawdziwość hipotezy o amnezji immunologicznej.
      Następnie naukowcy zbadali krew makaków, od których pobrano ją przed infekcją oraz 5 miesięcy po zarażeniu odrą. To pozwoliło na zbadanie długoterminowych skutków infekcji. Okazało się, że u makaków, podobnie jak i u ludzi, po infekcji doszło do spadku liczby różnych przeciwciał o 40 do 60 procent. Badania wykazały też, że im poważniejsza infekcja odrą, tym większy spadek liczby przeciwciał. To może mieć największy wpływ na najbardziej narażone dzieci i dorosłych. Jako, że wiadomo, iż odra szczególnie mocno atakuje niedożywione dzieci, amnezja immunologiczna i jej skutki mogą najbardziej dotykać mniej zdrowych populacji. Przeciętne dziecko wyjdzie z odry z nadwyrężonym układem immunologicznym, a jego organizm sobie z tym poradzi. Jednak dzieci znajdujące się na krawędzi, te po poważnej infekcji lub z już osłabionym układem immunologicznym lub niedożywione – będą w poważnych kłopotach, stwierdza Elledge.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chrząstka w ludzkich stawach może regenerować się w procesie podobnym do tego, w jakim salamandrom odrastają utracone kończyny, donoszą naukowcy z Duke University. W ostatnim numerze Science Advances opisali oni mechanizm odtwarzania się tkanki chrzęstnej. Wydaje się, że lepiej działa on w stawie skokowym, a gorzej w stawie biodrowym. Zrozumienie mechanizmu regeneracji może doprowadzić do opracowania metod leczenia choroby zwyrodnieniowej stawów, najbardziej rozpowszechnionej na świecie choroby atakującej stawy u człowieka.
      W nowo utworzonych proteinach w tkankach występuje mało lub wcale konwersji aminokwasów. W starych białkach jest ich bardzo wiele. Profesor Virginia Byers Kraus i jej zespół wykorzystali spektrometrię mas do zbadania wieku kluczowych protein, w tym kolagenu, w ludzkiej tkance chrzęstnej. Okazało się, że wiek tkanki zależał w dużym stopniu od tego, gdzie się ona znajdowała. Chrząstka w stawie skokowym była młoda, w stawie kolanowym była w średnim wieku, a w stawie biodrowym była stara. Ten wiek i lokalizacja ludzkiej tkanki chrzęstnej wykazuje korelację ze sposobem regeneracji kończyn u niektórych zwierząt, którym łatwiej regenerują się ostatnie segmenty kończyn czy ogonów.
      Odkrycie to wyjaśnia również, dlaczego zranione kolano, a szczególnie biodro, regeneruje się dłużej i częściej uraz prowadzi do zapalenia stawów niż w przypadku kostki.
      Cały proces regeneracji jest regulowany przez mikroRNA, które jest bardziej aktywne u zwierząt zdolnych do regeneracji kończyn. Okazało się, że u ludzi mikroRNA jest bardziej aktywne w kostkach, niż w kolanach czy biodrach i bardziej aktywne w wyższych warstwach tkanki chrzęstnej niż w tych położonych głębiej.
      To niesamowite, że mechanizmy regulujące regeneracje kończyn u salamander wydają się być również odpowiedzialne za naprawę tkanki chrzęstnej u ludzi, mówi doktor Ming-Feng Hsueh.
      Sądzimy, że możliwe jest pobudzenie tych mechanizmów regulujących tak, by doprowadziły do pełnej regeneracji chrząstki w stawie. Jeśli uda nam się dowiedzieć, które z mechanizmów regulujących wykorzystuje salamandra, a nie mamy ich my, to być może będziemy nawet w stanie w przyszłości pozyskać te mechanizmy i doprowadzić do częściowej lub całkowitej regeneracji ludzkiej kończyny. Sądzimy bowiem, że jest to mechanizm, który można zastosować do naprawy wielu różnych tkanek, nie tylko tkanki chrzęstnej, stwierdza Kraus.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jednym z najważniejszych elementów procesu starzenia się organizmu jest starzenie się układu odpornościowego. Okazuje się, że zjawisko to ma spore znaczenie nie tylko u ludzi, ale i u dzikich zwierząt. Naukowcy doszli do tego wniosku, badając owce rasy Soay z archipelagu St Kilda.
      Autorzy artykułu z pisma Science zauważyli, że odpowiedź immunologiczna na nicienie żołądkowo-jelitowe Teladorsagia circumcincta zmniejszała się u dorosłych owiec z wiekiem. Stwierdzono, że u osobników wykazujących szybszy spadek oporności na pasożyty ryzyko zgonu następnej zimy było wyższe.
      Naukowcy z Uniwersytetu w Edynburgu, Moredun Research Institute oraz norweskiego Centrum Dynamiki Bioróżnorodności analizowali próbki krwi, pobrane od owiec rasy Soay w latach 1990-2015.
      Badanie ponad 2 tys. próbek pobranych w ciągu życia niemal 800 zwierząt pokazało, że poziom przeciwciał wobec często występującego pasożyta spadał w starszym wieku.
      Nasze badanie zapewnia pierwsze dowody, że deterioracja funkcji immunologicznych w starszym wieku odgrywa ważną rolę w populacjach dzikich zwierząt. Pojawiają się też wskazówki pozalaboratoryjne, że ludzka zdolność zwalczania zakażeń takimi pasożytami, jak tasiemce czy glisty również może spadać z wiekiem - podkreśla prof. Dan Nussey.

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