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

Wibracje, leki i ciepło - za ich pomocą nanodruciki żelaza wywołują śmierć komórek nowotworowych

Recommended Posts

Żelazne nanodruciki z lekami można doprowadzać do zmian nowotworowych za pomocą zewnętrznego pola magnetycznego. Później wystarczy aktywować 3-elementowy proces zabijania zmienionych chorobowo komórek.

Nad rozwiązaniem pracowali m.in. naukowcy z Uniwersytetu Nauki i Techniki Króla Abdullaha (KAUST).

Żelazo jest pierwiastkiem niezbędnym do życia (zarówno dla ludzi, jak i dla zwierząt). Ten pierwiastek śladowy wchodzi w skład białek i enzymów, np. hemoglobiny czy enzymów cyklu Krebsa. Jak zauważa Jürgen Kosel z KAUST, dzięki cechom magnetycznym nanocząstki tlenku żelaza znalazły zastosowanie jako środki kontrastowe w obrazowaniu techniką rezonansu magnetycznego (MRI).

Materiały zawierające żelazo są biokompatybilne. Za pomocą nieszkodliwego pola magnetycznego możemy je transportować i koncentrować w wybranym obszarze, obracać lub wprawiać w drgania, tak postąpiliśmy w naszym studium, a także wykrywać za pomocą MRI - opowiada Aldo Martínez-Banderas.

Przykładając pole magnetyczne o niskiej mocy, zespół wprawiał nanodruciki w drgania; zjawisko to prowadziło do powstawania otworów w błonie komórkowej.

Druciki, w których rdzeń z żelaza jest powleczony tlenkiem żelaza, świetnie absorbują podczerwień i się podgrzewają. Ponieważ światło o tej długości penetruje w głąb tkanek, nanodruciki można podgrzewać laserami skierowanymi w miejsce guza. Wykazano, że wydajność konwersji fototermicznej przekraczała 80%, co przekładało się na dużą wewnątrzkomórkową dawkę ciepła.

Za pomocą wrażliwych na pH łączników do nanodrucików rdzeń/otoczka "mocowano" cytostatyk doksorubicynę. Jako że środowisko guza jest zazwyczaj bardziej kwaśne niż zdrowa tkanka, łącznik wybiórczo rozkłada się w lub w pobliżu komórek nowotworowych, uwalniając lek dokładnie tam, gdzie jest potrzebny. Terapia łączona skutkowała niemal całkowitą ablacją komórek nowotworowych i była skuteczniejsza niż pojedyncze terapie - podkreśla Martínez-Banderas.

[...] Możliwości żelaznych nanomateriałów sprawiają, że wydają się one bardzo obiecujące, jeśli chodzi o tworzenie biomedycznych nanorobotów - podsumowuje Kosel.


« 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
      Testy tysięcy nieonkologicznych leków (substancji leczniczych), które przeprowadzono na 578 liniach ludzkich komórek nowotworowych, doprowadziły do nieoczekiwanego odkrycia: niemal 50 z nich miało właściwości przeciwnowotworowe. Były wśród nich leki do terapii cukrzycy, uzależnienia od alkoholu, a nawet zapalenia stawów u psów.
      Zaskakujące odkrycie zespołu z MIT-u i Uniwersytetu Harvarda (Broad Institute) oraz Dana-Farber Cancer Institute pomogło też zidentyfikować nowe mechanizmy działania i cele dla leków.
      Myśleliśmy, że będziemy mieli szczęście, jeśli znajdziemy choć jedną substancję o właściwościach przeciwnowotworowych, a ku swemu zaskoczeniu wykryliśmy ich tak wiele - podkreśla prof. Todd Golub.
      Wyniki badań ukazały się w piśmie Nature Cancer. To największe jak dotąd studium z wykorzystaniem Drug Repurposing Hub; na zbiór ten składa się ponad 6000 leków i substancji leczniczych, które albo zostały zatwierdzone przez FDA, albo okazały się bezpieczne w czasie testów klinicznych (w okresie prowadzenia badań Hub składał się z 4518 leków).
      Naukowcy testowali wszystkie substancje z Drug Repurposing Hub na 578 liniach ludzkich komórek nowotworowych z Cancer Cell Line Encyclopedia (CCLE). Naukowcy uciekli się do genetycznego metkowania (DNA barcoding) metodą PRISM; opracowano ją w laboratorium Goluba. Dzięki temu można było badać kilka linii naraz, przyspieszając eksperyment.
      Każdą większą pulę metkowanych komórek wystawiano na oddziaływanie pojedynczej substancji z Drug Repurposing Hub i mierzono przeżywalność komórek nowotworowych.
      W ten sposób znaleziono niemal 50 nieprzeciwnowotworowych leków, w tym takich, które pierwotnie opracowano do obniżania poziomu cholesterolu lub zmniejszania stanu zapalnego, zabijających pewne komórki nowotworowe (nie szkodziły one przy tym innym komórkom).
      Niektóre związki uśmiercały komórki nowotworowe w nieoczekiwany sposób. Większość leków przeciwnowotworowych działa, blokując białka, my zaś odkryliśmy substancje, które działają za pośrednictwem innych mechanizmów - opowiada Steven Corsello. Część nie hamuje białek, ale je aktywuje albo stabilizuje interakcje białko-białko. Zauważono np., że prawie 12 nieonkologicznych leków zabija komórki nowotworowe, w których zachodzi ekspresja białka PDE3A, stabilizując interakcję między PDE3A a innym białkiem SLFN12.
      Większość nieonkologicznych leków uśmiercających komórki nowotworowe działała za pośrednictwem nieznanych celów molekularnych. Przeciwzapalna tepoksalina, którą opracowano z myślą o ludziach, ale później dopuszczono do leczenia zapalenia stawów u psów, zabijała komórki nowotworowe, "uderzając" w nieznany cel w komórkach z nadmierną ekspresją białka MDR1 (glikoproteina P jest markerem oporności wielolekowej).
      Ostatecznie naukowcy potrafili przewidzieć, czy dany lek może zabić jakąś linię komórkową, przyglądając się jej cechom genetycznym, takim jak mutacje czy poziom metylacji, zapisanym w bazie CCLE. To zaś oznacza, że pewnego dnia cechy te mogą zostać wykorzystane jako biomarkery do identyfikacji pacjentów, którzy z najwyższym prawdopodobieństwem skorzystają z jakichś leków. Zauważano np., że stosowany w leczeniu alkoholizmu disulfiram zabijał linie komórkowe z mutacjami powodującymi ubytek metalotionein (MT). Związki zawierające wanad, które pierwotnie opracowano do terapii cukrzycy, działały z kolei na komórki nowotworowe z ekspresją transportera siarczanu SLC26A2.
      Zespół chciałby przetestować związki z Drug Repurposing Hub na większej liczbie linii komórkowych i rozbudować sam Hub. Akademicy podkreślają, że zdobyte dotąd dane będą dalej analizowane.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Amerykańscy naukowcy opracowali syntetyczne rozwiązanie, które wykazuje fototropizm, czyli podąża za kierunkiem padającego światła. Jest ono porównywane do sztucznego słonecznika. Opis systemu SunBOT (od ang. sunflower-like biomimetic omnidirectional tracker) ukazał się w periodyku Nature Technology.
      Akademicy podkreślają, że wiele sztucznych materiałów wykazuje reakcje nastyczne, co oznacza. że kierunek wygięcia nie zależy od tego, z jakiego miejsca działa bodziec. Niestety, dotąd żaden nie wykrywał i nie podążał precyzyjnie za kierunkiem bodźca, a więc nie wykazywał tropizmu.
      SunBOT powstał z połączenia 2 rodzajów nanomateriałów: światło- i termowrażliwego. Pierwszy pochłania światło i przekształca je w ciepło, drugi zaś kurczy się pod wpływem ekspozycji na ciepło.
      Zespół nadał polimerowi formę łodygi i oświetlał ją pod różnymi kątami. Okazało się, że łodyga wyginała się, nakierowując się na źródło światła. Jak tłumaczą Amerykanie, światło było absorbowane przez konkretny fragment łodygi, a powstające ciepło prowadziło do kurczenia się materiału po stronie źródła światła, przez co łodyga wyginała się w jego kierunku. Łodyga zatrzymywała się, gdy zaczynała częściowo zasłaniać promień.
      Podczas testów na łodydze umieszczano też "kwiat" będący małym panelem słonecznym. Wyniki pokazują, że urządzenie można wykorzystać do utrzymania ogniw fotowoltaicznych nakierowanych na słońce (znacząco podwyższa to ich wydajność).
       

       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jedzenie sosu pomidorowego z mięsem, może nie być dobrym pomysłem. Naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Ohio stwierdzili bowiem, że żelazo może znacząco zmniejszyć wychwyt likopenu - barwnika pomidorów, któremu przypisuje się m.in. przeciwnowotworowe właściwości.
      Amerykanie badali krew oraz sok trawienny 7 studentów, którzy spożyli bazujący na ekstrakcie (oleożywicy) z pomidorów koktajl niezawierający bądź zawierający żelazo (160 mg siarczanu żelaza(II), FeSO4); w shake'u występowało ok. 22 mg likopenu (LYC) i ok. 0,3 mg apo-likopenali. Autorzy raportu z Molecular Nutrition & Food Research założyli mężczyznom zgłębniki, a sok trawienny, osocze i bogatą w triglicerydy frakcję lipoprotein (TRL) analizowali pod kątem likopenu i apo-likopenoidów za pomocą tandemowej spektrometrii mas.
      Okazało się, że poziom likopenu w soku trawiennym i krwi był znacząco niższy, gdy studenci pili koktajl z siarczanem żelaza.
      Kiedy w posiłku występowało żelazo, na podstawie analizy pola powierzchni pod krzywą stężenie-czas dla LYC TRL, mogliśmy stwierdzić niemal 2-krotny spadek wychwytu likopenu - wyjaśnia prof. Rachel Kopec.
      [Nasze spostrzeżenie] może mieć znaczenie dla każdej sytuacji, gdy ktoś zjada coś bogatego w likopen i żelazo - np. sos bolognese [...]. W takiej sytuacji zyskuje się tylko ok. połowy likopenu (w porównaniu do posiłku bez żelaza).
      Wiemy, że nie należy mieszać żelaza z pewnymi związkami, ale nie mieliśmy pojęcia, że ograniczenia dotyczą również karotenoidów, np. likopenu - zaznacza Kopec.
      Amerykanie dodają, że nie mają pojęcia, co dokładnie zachodzi, że zmienia się wychwyt likopenu. Niewykluczone jednak, że posiłek z żelazem utlenia likopen, tworząc inne metabolity niż te dokumentowane w ramach studium. Możliwe też, że żelazo zaburza zemulgowaną mieszaninę pomidorowo-tłuszczową, która ma kluczowe znaczenie dla absorbowania likopenu, i dochodzi do czegoś na kształt rozwarstwiania sosu sałatkowego [...].

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Japońscy naukowcy dokonali ważnych odkryć odnośnie do roli dipeptydu leucynowo-histydynowego (LH) w hamowaniu aktywacji mikrogleju i zaburzeń emocjonalnych związanych z depresją. LH występuje w fermentowanych pokarmach, np. w niebieskim serze czy nattō (potrawie z soi). Bazując na uzyskanych wynikach, autorzy artykułu z pisma Nutrients uważają, że produkty bogate w LH mogą być bezpieczną metodą podtrzymywania dobrego zdrowia psychicznego.
      Naukowcy podkreślają, że depresja jest jedną z najczęściej występujących chorób psychicznych. Pozostaje trudna do leczenia, bo część pacjentów nie reaguje na dostępne metody terapii farmakologiczno-psychologicznej. Nic więc dziwnego, że coraz większym zainteresowaniem cieszą się różne metody zapobiegania depresji, np. metody dietetyczne.
      Ostatnie badania wskazały na rolę spełnianą w depresji przez mikroglej. Mikroglej to komórki odpornościowe, które normalnie odpowiadają za "sprzątanie" (usunięcie pozostałości z miejsca uszkodzenia tkanki nerwowej). Po aktywacji mogą też jednak powodować stan zapalny. Warto dodać, że wiele badań sugerowało związek między depresją i zapaleniem mózgu, a podczas testów leki przeciwzapalne korzystnie wpływały na objawy depresji. Japończycy dodają, że naukowcy donosili także, że spożycie fermentowanych produktów wiąże się ze zmniejszonymi symptomami depresji; brakuje jednak danych nt. składników hamujących aktywację mikrogleju i depresję.
      W ramach najnowszego studium akademicy z Uniwersytetu w Kobe oceniali wpływ 336 dipeptydów na aktywację mikrogleju. Okazało się, że dipeptyd leucynowo-histydynowy to silny czynnik przeciwzapalny (LH hamował wydzielanie cytokin zapalnych z mikrogleju). Później, by określić wpływ LH na zapalenie mózgu i zaburzenia emocjonalne, przeprowadzono badania na myszach.
      Dipeptyd leucynowo-histydynowy znakowano radioaktywnymi izotopami. Dzięki temu można było śledzić jego przemieszczanie przez organizm. Japończycy potwierdzili, że po doustnym podaniu LH docierał do mózgu.
      Podczas eksperymentów akademicy podawali gryzoniom lipopolisacharyd, LPS (endotoksynę, która jest głównym składnikiem błony zewnętrznej ściany komórkowej bakterii Gram-ujemnych), który podwyższał poziom czynnika martwicy nowotworów (TNF-α) oraz IL-1β w korze czołowej i hipokampie. Ustalono, że wielokrotne doustne podanie LH zmniejszało poziom tych cytokin w mózgu. Można więc powiedzieć, że dipeptyd zahamował zapalenie mózgu.
      W kolejnym etapie badań naukowcy przyglądali się wpływowi dipeptydu leucynowo-histydynowego na związane z depresją zaburzenia emocjonalne. Najpierw myszy poddawano 6-min testowi zawieszania za ogon (ang. Tail Suspension Test, TST). Mierzono czas, w którym zwierzęta pozostawały nieruchome, bo to behawioralny wskaźnik depresji. LPS wywoływał stan zapalny mózgu i wydłużał czas znieruchomienia podczas podwieszania. Podawanie dipeptydu leucynowo-histydynowego zapobiegało jednak prodepresyjnemu wpływowi toksyny.
      Później Japończycy stosowali test R-SDS (od ang. repeated social defeat stress), w ramach którego przez kilka dni na 10 min dziennie myszy umieszczano w klatce z agresywnym osobnikiem. Gdy zwierzęta, które doświadczyły wielokrotnej porażki w konfrontacji społecznej (ang. social defeat), leczono LH, ich tendencja do unikania kontaktów była słabsza. Poza tym wykazywały one mniejszy lęk w teście z podniesionym labiryntem krzyżowym (ang. Elevated Plus-Maze).
      Ogólnie uzyskane wyniki pokazują, że u myszy wielokrotne podanie LH hamuje aktywację mikrogleju i zaburzenia emocjonalne związane z depresją. Japońscy akademicy mają nadzieję, że podobne rezultaty uda się powtórzyć u ludzi.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od dawna wiadomo, że ludzie, którzy doznali ciężkiego wstrząśnienia mózgu, mogą czasowo utracić powonienie. Pojawiają się też u nich zaburzenia emocjonalne, takie jak lęk czy depresja. Ostatnio naukowcy z międzynarodowego zespołu stwierdzili, że te same zjawiska występują u osób po lekkich wstrząśnieniach mózgu, np. po upadku z roweru w kasku czy niezbyt groźnym wypadku na stoku narciarskim.
      Neuropsycholodzy z Uniwersytetu w Montrealu porównywali 20 pacjentów leżących w szpitalu z lekkim wstrząśnieniem mózgu i 22 osoby, które doznały złamań kończyn, ale nie miały wstrząśnienia mózgu. W ciągu 24 godzin od wypadku problemy z węchem miała nieco ponad połowa badanych ze wstrząśnieniem mózgu, w porównaniu do 5% ludzi ze złamaniami. Po roku problemów z węchem już nie było, lecz pierwszą grupę nadal cechował znacząco wyższy poziom lęku.
      Na pewnym etapie życia wielu ludzi dozna lekkiego wstrząśnienia mózgu [...]. Ważne, by pacjenci wspominali o jakiejkolwiek utracie węchu, bo to nie jest coś, o lekarz rodzinny czy z SOR-u będzie standardowo pytać - podkreśla prof. Johannes Frasnelli. To kwestia zwiększania świadomości: im więcej mówi się ludziom o zwracaniu uwagi na objawy utraty węchu i lęku, tym lekarzom łatwiej będzie zareagować [i spersonalizować terapię].
      By określić zdolność identyfikowania zapachów, między grudniem 2016 a lutym 2017 r. Fanny Lecuyer Giguère odwiedzała pacjentów ze szpitala w kurorcie narciarskim Visp w Szwajcarii. Niemal wszyscy ludzie z lekkim wstrząśnieniem mózgu mieli wypadek na nartach. Zarówno tych chorych, jak i osoby ze złamaniami, ale bez wstrząsu mózgu badano w ciągu doby od wypadku. Kanadyjka posługiwała się testem Sniffin' Sticks. Do badania węchu wykorzystuje się tu nasączone wonną substancją filcowe pałeczki (sztyfty). Po zdjęciu osłonki końcówkę sztyftu umieszcza się z przodu w odległości ok. 2 cm od obu nozdrzy.
      Po roku pacjentom wysłano kwestionariusz i zestaw zdrapek zapachowych. Analizując wyniki, naukowcy stwierdzili, że większość osób z zaburzeniami powonienia wróciła do stanu sprzed wypadku w ciągu pół roku od feralnego zdarzenia.
      Choć węch wrócił do normy, objawy lęku pozostały. Ok. 65% osób po lekkim wstrząśnieniu mózgu wspominało o problemach ze zrelaksowaniem się, nagłych napadach paniki i zamartwianiu się.
      Akademicy chcą się lepiej przyjrzeć zależności między lękiem a powonieniem w ramach przyszłych badań na większej próbie.

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