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

Ominęli układ odpornościowy, by leczyć rzadkie choroby mózgu

Recommended Posts

Naukowcy z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa wykorzystali pewną cechę układu odpornościowego, dzięki czemu otworzyli drogę dla użycia komórek do naprawienia mózgu. Podczas eksperymentów na myszach zwierzętom przeszczepiono komórki nerwowe bez konieczności długotrwałego podawania im środków immunosupresyjnych. W szczegółowym artykule, opublikowanym w piśmie Brain, czytamy, jak uczeni selektywnie ominęli mechanizmy obrony układu odpornościowego przeciwko obcym komórkom i wszczepili komórki, które przetrwały, rozwijały się i chroniły mózg na długo po zaprzestaniu podawania leków.

Możliwość przeszczepienia zdrowych komórek do mózgu bez konieczności stosowania leków immunosupresyjnych może znacząco udoskonalić terapie leukodystrofii, grupy chorób istoty białej, w których następuje postępująca utrata mieliny. Jako, że choroby tego typu są zapoczątkowywane przez mutację powodującą dysfunkcję jednego typu komórek, są dobrym celem dla terapii, w czasie których przeszczepia się zdrowie komórki lub powoduje, by zmodyfikowane genetycznie komórki przeważyły nad komórkami chorymi, mówi Piotr Walczak, profesor radiologii na Wydziale Medycyny Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa.

Główną przeszkodą utrudniającą wykorzystanie zdrowych komórek do zastąpienia nimi chorych jest nasz układ odpornościowy, który atakuje obce komórki. To chroni nas przed bakteriami czy wirusami, ale znakomicie utrudnia przeszczepy. Dlatego też stosuje się leki immunosupresyjne, które tłumią reakcję układu odpornościowego. Obca tkanka nie jest odrzucana, ale pacjent – który musi przyjmować takie leki do końca życia – jest narażony na choroby zakaźne i inne skutki uboczne.

Naukowcy z Johnsa Hopkinsa, chcąc powstrzymać układ odpornościowy bez konieczności stosowania leków immunosupresyjnych, wzięli na cel limfocyty T, a konkretnie na sygnałach, które wywołują atak limfocytów T. Te sygnały są potrzebne, by limfocyty T nie zaatakowały własnej zdrowej tkanki organizmu, do którego należą, wyjaśnia profesor Gerald Brandacher.

Naukowcy postanowili tak wpłynąć na te sygnały, by za ich pomocą wytrenować układ immunologiczny, by na stałe uznał przeszczepione komórki za własne. W tym celu wykorzystali przeciwciała CTLA4-Ig oraz anty-CD154, które łączą się z powierzchnią limfocytów T, blokując sygnały zachęcające do ataku. Wcześniej taka kombinacja przeciwciał była z powodzeniem używana do zablokowania odrzucenia przeszczepionych organów u zwierząt, jednak nie testowano jej na komórkach mających za zadanie naprawę otoczki mielinowej w mózgu.

Podczas serii eksperymentów Walczak i jego zespół wstrzykiwali to mózgów myszy chroniące je komórki gleju, które wytwarzają otoczkę mielinową wokół neuronów. Wszczepione komórki zmodyfikowano tak, by były fluorescencyjne, dzięki czemu naukowcy mogli je śledzić. Komórki wszczepiano trzem grupom myszy. Jedna, która była genetycznie zmodyfikowana tak, by nie wytwarzały się u niej komórki gleju, druga grupa składała się ze zdrowych myszy, a trzecia z myszy u których nie działał układ odpornościowy. Czwartą grupą była grupa kontrolna.

Po sześciu dniach od przeszczepu obcych komórek zwierzętom przestano podawać przeciwciała i śledzono, co dzieje się z komórkami. W grupie kontrolnej obce komórki zostały zaatakowane natychmiast po przeszczepie i wszystkie zginęły w ciągu 21 dni. Natomiast u myszy, którym podawano przeciwciała, wysoki poziom przeszczepionych komórek wciąż utrzymywał się po 203 dniach od przeszczepu. To pokazuje, że komórki przetrwały, nawet na długo po zaprzestaniu leczenia. Naszym zdaniem oznacza to, że udało się selektywnie zablokować limfocyty T tak, by nie atakowały przeszczepionych komórek, mówi Shen Li, jeden z autorów badań.

Kolejnym krokiem było zbadanie, czy przeszczepione komórki wykonały pracę, której od nich oczekiwano, zatem czy wytworzyły chroniącą neurony mielinę. W tym celu użyto rezonansu magnetycznego, by zbadać różnice pomiędzy myszami z komórkami gleju i ich pozbawionymi. Okazało się, że wszczepione komórki gleju kolonizowały te obszary mózgu, które powinny. To potwierdza, że przeszczepione komórki namnażały się i podjęły swoje normalne funkcjonowanie.

Profesor Walczak podkreśla, że na razie uzyskano wstępne wyniki. Udowodniono, że komórki można przeszczepić i że kolonizują one te obszary mózgu, do których je wprowadzono. W przyszłości uczony wraz z zespołem chce wykorzystać inne dostępne metody dostarczania komórek do mózgu tak, by móc naprawiać go całościowo.


« 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
      Przeprowadzony w marcu ubiegłego roku jednoczesny przeszczep narządów szyi i szpiku u ciężko poparzonego 6-letniego Tymka został uznany za najlepszą operację rekonstrukcyjną na świecie w 2019 r. przez American Society for Reconstructive Microsurgery.
      Nagrodę tę przyznano podczas zakończonego niedawno w Stanach Zjednoczonych dorocznego zjazdu tego towarzystwa, zrzeszającego ok. 950 czołowych chirurgów rekonstrukcyjnych z całego świata, szefowi zespołu i kierownikowi Kliniki Chirurgii Onkologicznej i Rekonstrukcyjnej w gliwickim oddziale Narodowego Instytutu Onkologii, prof. Adamowi Maciejewskiemu.
      W uznaniu całego dotychczasowego dorobku otrzymał on również stypendium im. Marko Godiny (1943-1986), które pozwala odwiedzić w ciągu roku czołowe ośrodki chirurgii rekonstrukcyjnej na całym świecie – w tym ośrodek w Lublanie, gdzie pracował ten wybitny słoweński chirurg, uznawany za wizjonera chirurgii plastycznej i prekursora do dziś stosowanych technik operacyjnych.
      To zaszczyt i przyjemność być docenionym wśród tak znakomitego grona - amerykańskiego właściwie z nazwy, bo zrzesza chirurgów z całego świata. To nie byłoby możliwe bez wsparcia zespołu i ośrodka, którego jestem reprezentantem, a nie jedynie laureatem nagrody – powiedział prof. Adam Maciejewski podczas piątkowej konferencji prasowej w Gliwicach.
      Stypendium Godiny pozwala nie tylko uczestniczyć w krótkim czasie w życiu najlepszych ośrodków na świecie, ale też na reprezentowanie naszego ośrodka i zespołu, co może przynieść w przyszłości wymierne korzyści w zakresie współpracy – dodał.
      Jak zaznaczył prof. Maciejewski, Tymek obecnie czuje się dobrze, nadal przechodzi rehabilitację i zaczyna mówić. Mówi już pierwsze słowa, rehabilitacja funkcji głosu przebiega bardzo pomyślnie – podkreślił chirurg.
      Tę pierwszą na świecie allogeniczną transplantację narządów szyi z transplantacją macierzystych komórek krwiotwórczych u dziecka przeprowadzili lekarze z ówczesnego Centrum Onkologii w Gliwicach. Operacja miała miejsce w Śląskim Centrum Chorób Serca w Zabrzu, dysponującym oddziałem pediatrycznym.
      Tymek, mając 13 miesięcy, doznał bardzo ciężkiego oparzenia powszechnie stosowanym w domach udrożniaczem do rur, a w efekcie - martwicy narządów niezbędnych do jedzenia, mówienia i oddychania. Gliwiccy lekarze podczas 15-godzinnej operacji przeszczepili chłopcu narządy pobrane od zmarłego dawcy: nasadę języka, krtań, gardło, część szyjną przełyku, tchawicę, tarczycę i przytarczyce, kość gnykową, mięśnie krótkie szyi oraz wszystkie cztery nerwy, które unerwiają ruchowo i czuciowo krtań.
      10 dni później, kiedy układ odpornościowy Tymka był wciąż sparaliżowany koniecznymi dawkami leków przeciwko odrzutowi, podano mu odpowiednio spreparowany szpik, pobrany od tego samego zmarłego dawcy. Celem tej procedury jest ograniczenie z czasem leczenia immunosupresyjnego, koniecznego w przypadku transplantacji narządów szyi i głowy do końca życia, a obciążającego dla pacjenta. Do wkroczenia na tę pionierską ścieżkę leczenia lekarzy zmobilizował fakt, że biorcą przeszczepu jest dziecko, o którym trzeba myśleć w perspektywie kilkudziesięciu lat życia.
      Na konkurs Amerykańskiego Towarzystwa Chirurgii Rekonstrukcyjnej co roku wpływa 200-300 zgłoszeń z całego świata. Z tej liczby najpierw wybieranych jest kilkanaście najciekawszych operacji rekonstrukcyjnych, a następnie 3 do 5 do ścisłego finału.
      Rekonstrukcja przeprowadzona u Tymka "rywalizowała" z innym przypadkiem rozległej rekonstrukcji w rejonie głowy i szyi oraz zabiegiem naprawy dolnej połowy ciała, zniekształconej z powodu wady wrodzonej. Polska rekonstrukcja otrzymała 122 głosy, dwie kolejne odpowiednio 56 i 37. Oczywiście były emocje, ale miałem też ogromną satysfakcję, że nasz gliwicki ośrodek jest w tej rywalizacji traktowany na równi z czołowymi ośrodkami na świecie, jak Mayo Clinic czy Universytet Harvarda - wyznał prof. Maciejewski, który wcześniej już dwa razy zdobył nagrodę za najlepszą rekonstrukcję. W poprzednich latach wyróżniono go za przeszczep twarzy oraz narządów szyi.
      Największe autorytety światowe w państwie, które szczyci się największym rozwojem medycyny w każdej niemal dziedzinie udowodniły, że te operacje, które przeprowadził zespół pod kierownictwem prof. Adama Maciejewskiego są takie ważne i o tak ogromnym znaczeniu dla przyszłości, jak sądziliśmy. Tu, w Gliwicach, rodzi się historia – oświadczył podczas konferencji dyrektor gliwickiego oddziału Narodowego Instytutu Onkologii prof. Krzysztof Składowski.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Specjalna maszyna pozwala na utrzymanie przy życiu ludzkiej wątroby przez 7 dni. Co więcej, wydaje się, że urządzenie poprawia jakość wątroby. Jego skonstruowanie daje nadzieję, że uda się zwiększyć liczbę przeszczepów wątroby.
      Jednym z poważnych problemów jest krótki czas życia wątroby poza organizmem. Standardowe zalecenia mówią o konieczności wszczepienia organu w ciągu 12 godzin od pobrania. W ubiegłym roku informowaliśmy, że specjaliści z Harvard Medical School schłodzili wątroby do -4 stopni i utrzymali je przy życiu przez 1,5 doby.
      Teraz dowiadujemy się, że Pierre-Alain Clavien ijego koledzy z Uniwersytetu w Zurichu wykorzystali maszynę do utrzymania wątroby przy życiu przez 7 dni. Organy nie tylko przetrwały, ale poprawiło się ich funkcjonowanie, co objawiało się spadkiem ilości składników związanych ze zranieniem czy stanem zapalnych.
      Specjalna maszyna dostarcza do wątroby tlen i składniki odżywcze oraz utrzymuje w niej ciśnienie podobne do tego, jakie panuje wewnątrz ciała. Oczyszcza też organ z produktów ubocznych metabolizmu komórkowego.
      Prace nad specjalnym urządzeniem trwały przez cztery lata. Wykorzystywano podczas nich świńskie wątroby. Teraz, podczas ostatniej serii eksperymentów, przetestowano je przy użyciu 10 ludzkich wątrób, które były zbyt uszkodzone, by wykorzystać je do transplantacji. Sześć z tych wątrób przetrwało przez tydzień.
      Jak informują naukowcy, wydaje się, że wątroby działają. Ich komórki przeprowadzają podstawowe funkcje życiowe, takie jak utrzymywanie odpowiedniego poziomu energetycznego i produkcja białek.
      Zauważono jednocześnie, że organy uległy skurczeniu. Po 7 dniach sześć wątrób, które przetrwały, miały zaledwie 25% oryginalnych rozmiarów. Autorzy badań mówią, że ma to związek z ustąpieniem opuchlizny.
      Nowe badania przynoszą sporą nadzieję, jednak naukowcy muszą jeszcze udowodnić, że tak długo utrzymywaną przy życiu wątrobę można przeszczepić i że będzie ona prawidłowo działała.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Psy spontanicznie przetwarzają liczby w wydzielonym obszarze mózgu, który blisko odpowiada obszarowi mózgu odpowiedzialnemu za przetwarzanie liczb u ludzi, wykazali naukowcy z Emory University. Nasze badania nie tylko wykazały, że do przetwarzania liczb psy wykorzystują te same obszary mózgu co ludzie, ale pokazały również, że nie muszą być w tym celu szkolone, mówi profesor Gregory Berns.
      Zrozumienie tego mechanizmu, zarówno u ludzi jak i u zwierząt, daje nam wgląd w ewolucje mózgu i jego obecne funkcjonowanie, dodaje współautorka badań, profesor Stella Lourenco. Jak zauważa uczona, dzięki takim badaniom możemy w przyszłości leczyć różne choroby nózgu czy udoskonalać systemy sztucznej inteligencji.
      Eksperyment polegał na obrazowaniu mózgu psów za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) podczas gdy zwierzętom wyświetlano na ekranie rożną liczbę kropek. Badania wykazały istnienie reakcji w korze ciemieniowo-skroniowej w odpowiedzi na zmieniającą się liczbę kropek. Kropki, niezależnie od ich liczby, miały zawsze taką samą powierzchnię, dzięki czemu wiadomo było, że mózg reaguje na zmiany liczby, a nie powierzchni.
      Mózg potrafi zgrubnie oszacować liczbę przedmiotów, dzięki czemu można np. ocenić liczbę zbliżających się drapieżników czy ilość jedzenia. Mamy dowody, że tego typu reakcja zachodzi już u ludzkich niemowląt. Teraz widzimy, że wykazują ją też psy i to w podobnym obszarze mózgu.
      Podstawowa umiejętność oceny liczby przedmiotów nie opiera się na myśleniu symbolicznym ani treningu i wydaje się powszechnie występować u zwierząt. Jednak dotychczas większość badań prowadzono na zwierzętach, które przed eksperymentami były intensywnie trenowane. Wiele takich badań prowadzono np. na małpach, ale nie było wiadomo, czy podobne zdolności wykazują inne zwierzęta poza naczelnymi nieczłowiekowatymi, gdyż małpy były wcześniej trenowane i nagradzane za wybranie obrazka z większą liczbą kropek. Podobne badania na psach wykazały, że i one potrafią odróżniać liczbę przedmiotów. Jednak również w tym wypadku psy były wcześniej trenowane.
      Berns to pomysłodawca Dog Project, w ramach którego badane są różne mechanizmy ewolucyjne u psów. To właśnie w ramach tego projektu przeprowadzono obecne badania. Pierwsze, podczas których kwestię odróżniania liczby przez psy postanowiono sprawdzić za pomocą rezonansu magnetycznego u zwierząt, których wcześniej nie uczono.
      W eksperymencie wzięło udział 11 psów różnych ras. Nauczono je jedynie wchodzenia do maszyny i pozostawania w niej bez ruchu. Następnie zwierzętom wyświetlano różną liczbę kropek. U 8 z 11 psów zauważono większą aktywność kory ciemieniowo-skroniowej w reakcji na zmieniającą się liczbę kropek.
      Odwołaliśmy się do źródła, obserwując bezpośrednio mózgi psów i sprawdzaliśmy, jak reagują neurony na zmiany liczby kropek. Pozwoliło nam to na wyeliminowanie słabości poprzednich badań behawioralnych nad psami i innymi zwierzętami, mówi główna autorka badań, Lauren Aulet.
      Psy i ludzi dzieli 80 milionów lat ewolucji. Badania te dowodzą, że zdolność do postrzegania liczb jest co najmniej tak stara, dodaje Berns. Jesteśmy zdolni do przeprowadzania skomplikowanych obliczeń właśnie dlatego, że posiadamy podstawową zdolność do postrzegania liczby. Zdolność, którą dzielimy z innymi zwierzętami. Chciałabym się dowiedzieć, jak wyewoluowaliśmy umiejętność przeprowadzania złożonych obliczeń i jak zdolność ta rozwija się u każdego z osobna, dodaje Aulet.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Potrząsanie głową w celu pozbycia się wody, która nalała się do ucha, może prowadzić do... uszkodzenia mózgu. Do takich wniosków doszli naukowcy z Cornell University i Virginia Tech, którzy zbadali przyspieszenie potrzebne do wyrzucenia wody z kanału słuchowego. O wynikach swoich badań poinformowali podczas odbywającego się właśnie 72. Dorocznego Spotkania Wydziału Dynamiki Płynów Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego.
      W opublikowanym abstrakcie pracy czytamy: jeden z końców zamkniętej szklanej hydrofobowej tuby o różnej średnicy został użyty jako uproszczony model kanału słuchowego. Tuba została umieszczona na strunie i symulowaliśmy potrząsanie głowy. Badania wykazały, że krytyczne przyspieszenie potrzebne do pozbycia się wody zależy w dużej mierze od ilości wody i jej pozycji w kanale. Stwierdziliśmy, że krytyczne przyspieszenie dochodzi do 10g, co może spowodować poważne uszkodzenie ludzkiego mózgu. Krytyczne przyspieszenie jest znacznie wyższe w tubach o małym przekroju, co oznacza, że pozbycie się wody z ucha poprzez potrząsanie jest trudniejsze dla dzieci niż dla dorosłych.
      To właśnie w przypadku dzieci do wytrząśnięcia wody potrzebne jest przyspieszenie nawet 10-krotnie przekraczające przyspieszenie ziemskie.
      Na potrzeby badań naukowcy wykorzystali druk 3D za pomocą którego stworzyli model ludzkiego kanału słuchowego opierając się przy tym na danych z tomografu komputerowego. Szklany model został pokryty od wewnątrz krzemowodorem, który dobrze symuluje stopień hydrofobowości jaki panuje wewnątrz ludzkiego ucha.
      Z naszych eksperymentów oraz modelu teoretycznego wynika, że jednym z czynników decydujących o wypłynięciu płynu z ucha jest jego napięcie powierzchniowe, mówi Baskota. Zamiast więc potrząsać głową można do ucha wprowadzić coś, co obniży napięcie powierzchniowe. Prawdopodobnie wpuszczenie kilku kropli płynu u niższym napięciu powierzchniowym niż woda, takiego jak alkohol czy ocet, pozwoli zmniejszyć napięcie powierzchniowe i spowoduje wypłynięcie wody z ucha, stwierdził Baskota.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Posługując się rezonansem magnetycznym (MRI), naukowcy wykryli w mózgach otyłych nastolatków oznaki uszkodzeń, które mogą być powiązane ze stanem zapalnym mózgu. Wyniki badań zostaną zaprezentowane na dorocznej konferencji Towarzystwa Radiologicznego Ameryki Północnej.
      Dane WHO wskazują, że na świecie liczba niemowląt i dzieci w wieku 5 lat bądź młodszych z nadwagą lub otyłością wzrosła z 32 mln w 1990 r. do 41 mln w roku 2016.
      Bezpośrednie badanie uszkodzeń zapalnych w mózgach pacjentów z otyłością umożliwił rozwój metod MRI, np. rezonansu tensora dyfuzji (ang. diffusion tensor imaging, DTI).
      W ramach najnowszego studium zespół porównał wyniki DTI 59 otyłych i 61 zdrowych nastolatków w wieku 12-16 lat. Naukowcy opierali się na wskaźniku anizotropii frakcyjnej (FA), który koreluje z kondycją istoty białej; zmniejszenie FA wskazuje na narastające uszkodzenie (spadek integralności) substancji białej.
      Naukowcy wykazali, że u otyłych nastolatków występują spadki FA w obrębie ciała modzelowatego (łac. corpus callosum), czyli najsilniej rozwiniętego spoidła (pasma istoty białej) łączącego półkule mózgu. Zmniejszenie FA wykazano także w środkowym zakręcie okołooczodołowo-czołowym, a więc w regionie mózgu związanym z kontrolą emocjonalną i układem nagrody.
      Związane z leptynoopornością i stanem zapalnym zmiany w mózgach otyłych nastolatków dotyczyły ważnych regionów, odpowiedzialnych za kontrolę apetytu, emocji i funkcji poznawczych - opowiada Pamela Bertolazzi, doktorantka z Uniwersytetu w São Paulo.
      Jak wyjaśniają naukowcy, stwierdzono, że istnieje ujemna korelacja m.in. między TNF-ß i FA w zgrubiałej części tylnej ciała modzelowatego (spelnium corporis callosi) czy między IL6 i FA w środkowym zakręcie okołooczodołowo-czołowym.
      Brazylijka tłumaczy, że leptyna to hormon wydzielany głównie przez komórki tłuszczowe (adipocyty), który spełnia ważną rolę w regulacji spożywania pokarmu i gospodarki energetycznej organizmu. U niektórych ludzi z otyłością mózg nie reaguje na leptynę (jest leptynooporny). Prowadzi to do wytwarzania zwiększonych ilości tego białka i jedzenia mimo adekwatnych, a nawet nadmiernych zapasów tłuszczu. A że leptynę powiązano z neurozapaleniem, można przypuszczać, co się w takiej sytuacji dzieje.
      Po zakończeniu wielospecjalistycznego leczenia odchudzającego chcielibyśmy powtórzyć MRI u tych nastolatków, by sprawdzić, czy [zaobserwowane] zmiany w mózgu są odwracalne, czy nie.
       


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