Mastocyty są kluczowymi graczami nowo odkrytego mechanizmu obronnego skóry
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 Florida Atlantic University zajęli się noszonymi na nadgarstkach paskami o różnych teksturach, by zbadać, czy mogą się na nich znajdować potencjalnie szkodliwe/patogenne bakterie. Naukowcy podkreślają, że choć opaski (do których mocowane są np. zegarki czy krokomierze) noszone są codziennie, ludzie zapominają o ich czyszczeniu lub zwyczajnie ignorują taką potrzebę.
W ramach studium Amerykanie testowali opaski z plastiku, gumy, tkaniny, skóry i metalu (srebra i złota). Chcieli sprawdzić, czy istnieje korelacja między rodzajem materiału a występowaniem bakterii. Naukowcy przyglądali się czystości różnych rodzajów opasek. Starali się też zidentyfikować najlepsze protokoły ich prawidłowej dezynfekcji.
Oznaczano liczebność bakterii, typy bakterii oraz ich rozkład na powierzchni opaski. Zespół dr Nwadiuto Esiobu oceniał też skuteczność 3 roztworów odkażających: 70% etanolu, lizolu (Lysol™ Disinfectant Spray) oraz octu jabłkowego.
Niemal na wszystkich (95%) paskach znaleziono bakterie, ale najgorzej wypadły paski plastikowe i gumowe. Natomiast metalowe, szczególnie zawierające złoto i srebro, miały na swojej powierzchni niewiele bakterii lub nie miały ich prawie wcale. Plastik i guma są prawdopodobnie lepszym siedliskiem dla bakterii, gdyż są porowate i wykazują się elektrostatycznością, co przyciąga bakterie i ułatwia kolonizację. Najlepszym wskaźnikiem pozwalającym na przewidzenie stopnia kolonizacji przez bakterię była struktura powierzchni paska oraz aktywność jego użytkownika. Nie zauważono za to różnicy pomiędzy paskami używanymi przez mężczyzn i kobiety jeśli chodzi o rodzaje bakterii i częstotliwość ich występowania.
Znalezione na paskach mikroorganizmy to standardowo występujące na skórze rodzaje Staphylococcus i Pseudomonas oraz obecny w jelitach rodzaj Escherichia, szczególnie E. coli. Staphylococcus znaleziono na 85% pasków, Pseudomonas na 30%, a E. coli występowała na 60%. Najwięcej Staphylococcus przebywało na paskach osób, które korzystały z sal gimnastycznych.
Liczba bakterii oraz zidentyfikowane przez nas gatunki pokazują, że należy regularnie czyścić paski urządzeń noszonych na nadgarstku. Nawet niewielka liczba patogenów z tych rodzin może powodować poważne choroby. O czyszczenie pasków powinni dbać szczególnie pracownicy służby zdrowia, gdyż zidentyfikowane przez nas mikroorganizmy są bardzo niebezpieczne dla osób o osłabionym układzie odpornościowym, a ludzi ci z takimi właśnie osobami się stykają, zauważa doktor Nwadiuto Esiobu.
Spośród trzech testowanych środków odkażających największą skutecznością wykazały się lizol i 70-procentowy etanol. Niezależnie od materiału paska po 30-sekundowej ekspozycji zabijały 99,9% bakterii. Ocet jabłkowy potrzebował 2 minut, by liczba bakterii zaczęła spadać.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Przed dziewięciu laty profesor Chris Greening i jego koledzy z Monash University zainteresowali się Mycobacterium smegmatis. Ta niezwykła bakteria może przetrwać wiele lat bez dostępu do organicznych źródeł pożywienia. Ku zdumieniu australijskich naukowców okazało się, że M. smegmatis pobiera wodór z atmosfery i wykorzystuje go produkcji energii. Teraz naukowcom udało się wyekstrahować enzym odpowiedzialny za cały proces. Mają nadzieję, że uda się go wykorzystać do produkcji tanich wydajnych ogniw paliwowych.
Enzym hydrogenazy, zwany Huc, ma tak wysokie powinowactwo do wodoru, że utlenia wodór atmosferyczny, mówi Greening. Huc jest niezwykle wydajny. W przeciwieństwie do innych znanych enzymów i katalizatorów korzysta z wodoru poniżej poziomu atmosferycznego, który stanowi 0,00005% powietrza, którym oddychamy – dodaje uczony. Od pewnego czasu wiedzieliśmy, że bakterie mogą wykorzystywać wodór atmosferyczny jako źródło energii. Jednak do teraz nie wiedzieliśmy, jak to robią – stwierdza.
Bliższe badania ujawniły, że Huc niezwykle wydajnie zmienia minimalne ilości H2 w prąd elektryczny, jednocześnie zaś jest niewrażliwy na oddziaływanie tlenu, który jest zwykle bardzo szkodliwy dla katalizatorów. Co więcej Huc jest odporny na wysokie temperatury. Nawet w temperaturze 80 stopni Celsjusza zachowuje swoje właściwości.
Bakterie wytwarzające Huc powszechnie występują w środowisku naturalnym. Odkryliśmy mechanizm, który pozwala bakteriom „żywić się powietrzem”. To niezwykle ważny proces, gdyż w ten sposób bakterie regulują poziom wodoru w atmosferze, pomagają utrzymać żyzność i zróżnicowanie gleb oraz oceanów, dodaje Greening.
Obecnie naukowcy pracują nad skalowaniem produkcji Huc. Chcą uzyskać większe ilości enzymu, by go lepiej przebadać, zrozumieć oraz opracować metody jego wykorzystania w procesach przemysłowych.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Włoscy specjaliści posłużyli się starannie wyselekcjonowanymi bakteriami, by dokończyć oczyszczanie rzeźb Michała Anioła z zespołu grobowego Medyceuszów (Nowej Zakrystii) we Florencji. Wykorzystano szczepy Serratia ficaria SH7, Pseudomonas stutzeri CONC11 i Rhodococcus sp. ZCONT. Wyniki projektu mają zostać zaprezentowane jeszcze w tym miesiącu.
Jak podkreślił Jason Horowitz w reportażu opublikowanym na łamach The New York Timesa, prace w Kaplicy trwały niemal 10 lat. Na koniec pozostały najbardziej uporczywe przebarwienia i osady.
Bakterie zdały egzamin śpiewająco
W listopadzie 2019 r. Muzeum Zespołu Grobowego Medyceuszów (Museo delle Cappelle Medicee) poprosiło Narodowy Komitet Badań o przeprowadzenie analiz z wykorzystaniem spektroskopii w podczerwieni. Wykryto ślady kalcytu, krzemianów i substancji organicznych. Dzięki temu Anna Rosa Sprocati z Włoskiej Narodowej Agencji Nowych Technologii zyskała cenne wskazówki co do wyboru najwłaściwszych bakterii z zestawu niemal 1000 szczepów (zwykle są one stosowane do rozkładania plam ropy albo zmniejszania toksyczności metali ciężkich).
Ostatecznie zespół konserwatorów przetestował za ołtarzem, na niewielkiej palecie złożonej z 20 prostokątów, 8 najbardziej obiecujących szczepów. Wybrano bakterie bezpieczne dla ludzi, środowiska i, oczywiście, dzieł sztuki.
Jak wyjaśniła Sprocati, później bakterie zastosowano na nagrobku Juliana Medyceusza (księcia Nemours żyjącego w latach 1479-1516) z alegorycznymi figurami Dnia i Nocy. Włosy Nocy przemyto P. stutzeri CONC11, bakterią wyizolowaną z odpadów garbarni w okolicach Neapolu. Bakteriami Rhodococcus sp. ZCONT, tym razem pochodzącymi z gleby zanieczyszczonej dieslem w Casercie, usunięto resztki gipsowych odlewów, kleju i tłuszczu z jej uszu.
Działania te okazały się sukcesem, jednak Paola D'Agostino wolała nie igrać z losem przy czyszczeniu twarzy Nocy. Podobne podejście prezentował watykański ekspert Pietro Zander, który dołączył do zespołu. Dla bezpieczeństwa postanowiono zastosować mikrokapsułki z gumą ksantanową. Analogicznym zabiegom poddano głowę rzeźby Juliana.
W marcu ubiegłego roku przez pandemię muzeum zamknięto. Sprocati zabrała więc "swoje" bakterie w inne miejsce. W sierpniu jej zespół wykorzystał baterie z okolic Neapolu do usunięcia wosku pozostawionego przez stulecia palenia świec wotywnych na marmurowym reliefie Alessandra Algardiego Spotkanie Attyli i papieża Leona I w Bazylice św. Piotra.
Gdy Kaplicę otwarto w pewnym zakresie w połowie października 2020 r., ponownie wdrożono prace. Wtedy specjaliści rozprowadzili żel z S. ficaria SH7 na nagrobku Wawrzyńca II Medyceusza (1492-1519).
Za stan obiektu odpowiadają różne czynniki środowiskowe, ale dużą rolę odegrał w tym sposób, w jaki potraktowano ciało zamordowanego w 1537 r. księcia Florencji Aleksandra Medyceusza. Jego ciało zawinięto w dywan i umieszczono w sarkofagu Wawrzyńca. Substancje z jego rozkładającego się ciała wsiąkały w marmur, niszcząc dzieło Michała Anioła. Na szczęście przebarwieniami i deformacjami z powodzeniem zajęły się S. ficaria SH7, które wyizolowano z gleby skażonej metalami ciężkimi (ze stanowiska na Sardynii).
Zaczęło się od konferencji...
W 2013 r. Monica Bietti, była już dyrektorka Muzeum Zespołu Grobowego Medyceuszów, zauważyła, co się stało z zabytkami od konserwacji w 1988 r. Trzeba było ponownie się nimi zająć. Im jednak kaplica stawała się czystsza, tym bardziej zniszczony sarkofag Wawrzyńca od niej odstawał. W 2016 r. Marina Vincenti uczestniczyła w konferencji zorganizowanej przez Sprocati i innych biologów z jej zespołu (An introduction to the world of microorganisms). Specjaliści zademonstrowali, jak bakterie usunęły resztki żywicy z barokowych fresków w Galerii Carracciego w Pałacu Farnese w Rzymie. Bakterie wyizolowane z wód kopalnianych z Sardynii usunęły rdzawe zacieki z marmurów galerii. Kiedy przyszła kolej na oczyszczanie dzieł Michała Anioła, postanowiono więc skorzystać z pomocy bakteryjnych sprzymierzeńców. D'Agostino zgodziła się pod warunkiem, że wcześniej zostaną przeprowadzone testy. Bakterie zdały egzamin i wykonały swoją pracę...
W przeszłości sięgano już po pomoc bakterii w oczyszczaniu dzieł sztuki. Jak napisała w artykule opublikowanym w Verge Mary Beth Griggs, zbliżone techniki zastosowano w Katedrze Narodzin św. Marii w Mediolanie, Katedrze Wniebowzięcia Najświętszej Maryi Panny w Pizie czy w Campo Santo di Pisa. W 2011 r. specjaliści z Walencji wykorzystali bakterie, by oczyścić XVII-wieczne freski Antonia Palomino w Sant Joan del Mercat.
Zespół grobowy Medyceuszów przy kościele San Lorenzo
Zespół grobowy Medyceuszów przy kościele San Lorenzo tworzą: Cappelle dei Principi z kryptą (Matteo Nigetti 1604 — mauzoleum Cosima I i jego przodków) i Nowa Zakrystia (Sagrestia Nuova), dzieło Michała Anioła (1520–35), ukończone przez Georgia Vasariego (1557). Mieszczą się w niej nagrobki Wawrzyńca II Medyceusza (ks. Urbino) z rzeźbami Świtu i Zmierzchu, Juliana Medyceusza (ks. Nemours) z rzeźbami Dnia i Nocy, a także podwójny sarkofag zawierający prochy Wawrzyńca Medyceusza (Wawrzyńca Wspaniałego) i jego młodszego brata Juliana, z ustawionymi na nim figurami Madonny z Dzieciątkiem (dłuta Michała Anioła, 1521), św. Kosmy (dzieło Montorsolego) i św. Damiana (dzieło Raffaela da Montelupy).
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Przeciętne 12-miesięczne dziecko w Danii ma w swojej florze jelitowej kilkaset genów antybiotykooporności, odkryli naukowcy z Uniwersytetu w Kopenhadze. Obecność części tych genów można przypisać antybiotykom spożywanym przez matkę w czasie ciąży.
Każdego roku antybiotykooporne bakterie zabijają na całym świecie około 700 000 osób. WHO ostrzega, że w nadchodzących dekadach liczba ta zwiększy się wielokrotnie. Problem narastającej antybiotykooporności – powodowany przez nadmierne spożycie antybiotyków oraz przez masowe stosowanie ich w hodowli zwierząt – grozi nam poważnym kryzysem zdrowotnym. Już w przeszłości pisaliśmy o problemie „koszmarnych bakterii” czy o niezwykle wysokim zanieczyszczeniu rzek antybiotykami.
Duńczycy przebadali próbki kału 662 dzieci w wieku 12 miesięcy. Znaleźli w nich 409 różnych genów lekooporności, zapewniających bakteriom oporność na 34 rodzaje antybiotyków. Ponadto 167 z tych genów dawało oporność na wiele typów antybiotyków, w tym też i takich, które WHO uznaje za „krytycznie ważne”, gdyż powinny być w stanie leczyć poważne choroby w przyszłości.
To dzwonek alarmowy. Już 12-miesięczne dzieci mają w organizmach bakterie, które są oporne na bardzo istotne klasy antybiotyków. Ludzie spożywają coraz więcej antybiotyków, przez co nowe antybiotykooporne bakterie coraz bardziej się rozpowszechniają. Kiedyś może się okazać, że nie będziemy w stanie leczyć zapalenia płuc czy zatruć pokarmowych, ostrzega główny autor badań profesor Søren Sørensen z Wydziału Biologii Uniwersytetu w Kopenhadze.
Bardzo ważnym czynnikiem decydującym o liczbie lekoopornych genów w jelitach dzieci jest spożywanie przez matkę antybiotyków w czasie ciąży oraz to, czy samo dziecko otrzymywało antybiotyki w miesiącach poprzedzających pobranie próbki.
Odkryliśmy bardzo silną korelację pomiędzy przyjmowaniem antybiotyków przez matkę w czasie ciąży oraz przejmowanie antybiotyków przez dziecko, a obecnością antybiotykoopornych genów w kale. Wydaje się jednak, że w grę wchodzą też tutaj inne czynniki, mówi Xuan Ji Li.
Zauważono też związek pomiędzy dobrze rozwiniętym mikrobiomem, a liczbą antybiotykoopornych genów. U dzieci posiadających dobrze rozwinięty mikrobiom liczba takich genów była mniejsza. Z innych badań zaś wiemy, że mikrobiom jest powiązany z ryzykiem wystąpienia astmy w późniejszym życiu.
Bardzo ważnym odkryciem było spostrzeżenie, że Escherichia coli, powszechnie obecna w jelitach, wydaje się tym patogenem, który w największym stopniu zbiera – i być może udostępnia innym bakteriom – geny lekooporności. To daje nam lepsze rozumienie antybiotykooporności, gdyż wskazuje, które bakterie działają jako gromadzące i potencjalnie rozpowszechniające geny lekooporności. Wiedzieliśmy, że bakterie potrafią dzielić się opornością na antybiotyki, a teraz wiemy, że warto szczególną uwagę przywiązać do E. coli, dodaje Ji Li.
Wyniki badań opublikowano na łamach pisma Cell Host & Microbe.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.