Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Dostawy energii wspomagają regenerację uszkodzonego rdzenia kręgowego

Recommended Posts

Naukowcy z Narodowych Instytutów Zdrowia (NIH) i Wydziału Medycyny Indiana University poinformowali, że zwiększenie dostaw energii do uszkodzonego rdzenia kręgowego myszy może pomóc w ponownym wzroście aksonów i w odzyskaniu części funkcji motorycznych.

Regeneracja aksonów w centralnym układzie nerwowym to proces bardzo wymagający pod względem energetycznym. Uraz zewnętrzny i wewnętrzne ograniczenia prowadzą do kryzysu energetycznego w uszkodzonych aksonach, przez co rodzi się pytanie, jak deficyty energii wpływają na możliwości regeneracyjne. W naszych badaniach zauważyliśmy, że zwiększenie aksonalnego transportu mitochondrialnego poprzez usunięcie syntafiliny prowadziło do przywrócenia, utraconej w wyniku urazu, polarności błony mitochondrialnej, napisali autorzy badań. Syntafilina jest białkiem wspomagającym przyleganie mitochondriów do cytoszkieletu wewnątrz aksonów. Już z wcześniejszych badań wiemy, że usunięcie syntafiliny powoduje, iż mitochondria poruszają się szybciej.

Wykorzystaliśmy trzy modele mysie uszkodzenia centralnego układu nerwowego. Wykazaliśmy za ich pomocą, że u myszy pozbawionych syntafiliny dochodzi do lepszej regeneracji drogi korowo-rdzeniowej przebiegającej przez miejsce urazu kręgosłupa, przyspieszonego odrastania aksonów w miejscu urazu oraz szybszego kompensacyjnego rozprzestrzeniania się aksonów w nieuszkodzonych fragmentach drogi korowo-rdzeniowej. Co istotne, zregenerowane aksony drogi korowo-rdzeniowej tworzą funkcjonujące synapsy i wspomagają odzyskanie fukcji motorycznych, stwierdzają autorzy badań.

Doktor Zu-Hang Sheng z NIH, jeden z głównych autorów studium, powiedział, że jego zespół jest pierwszym, który wykazał, że w wyniku uszkodzenia rdzenia kręgowego dochodzi do kryzysu energetycznego, który jest bezpośrednio powiązany z ograniczeniem zdolności aksonów do regeneracji.

Molekuły ATP, odgrywające kluczową rolę w wewnątrzkomórkowym transporcie energii, są wytwarzane w mitochondriach. Gdy dochodzi do uszkodzenia aksonów, zwykle też uszkodzone zostają mitochondria, co poważnie zakłóca produkcję ATP w uszkodzonych nerwach. Naprawa nerwów wymaga znacznych ilości energii. Wysunęliśmy hipotezę, że pourazowe uszkodzenie mitochondriów znacznie ogranicza dostawy ATP i to właśnie ten kryzys energetyczny uniemożliwia odrastanie i naprawę aksonów, wyjaśnia Sheng. Dodatkowym problemem jest fakt, że w dojrzałych nerwach mitochondria są zakotwiczone w aksonach, przez co, gdy dochodzi do ich uszkodzenia, trudno jest wymienić je na nieuszkodzone, co tylko zwiększa kryzys energetyczny.

Dlatego też Sheng i jego zespół, bazując na swoich wcześniejszych pracach z myszami pozbawionymi syntafiliny, zaczęli przypuszczać, że zwiększenie transportu mitochondriów pozwoli na zastąpienie uszkodzonych nieuszkodzonymi.

Ich hipotezy wydają się sprawdzać, przynajmniej na myszach. U zwierząt pozbawionych syntafiliny zaobserwowano bowiem znacznie większe odrastanie aksonów w miejscu uszkodzenia, niż w grupie kontrolnej. Okazało się też, że prowadziło to do poprawy funkcji motorycznych.

Na kolejnym etapie badań myszom podawano kreatynę, która zwiększa produkcję ATP. W obu grupach myszy – grupie pozbawionej syntafiliny oraz grupie kontrolnej – zaobserwowano zwiększoną regenerację aksonów po podaniu tego środka w porównaniu z grupą, która otrzymywała placebo. Jednak w grupie pozbawionej syntafiliny regeneracja była silniejsza.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Bardzo ciekawa informacja, ale w tym zdaniu chyba jest coś nie tak: 

2 godziny temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

prowadziło do naprawy depolaryzacji błony mitochondrialnej wywołanej urazem,

depolaryzacji nie można naprawić bo to jest proces... pewnie chodzi o naprawę błony co umożliwiło depolaryzację? 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Godzinę temu, Mariusz Błoński napisał:

Więc może "likwidacji depolaryzacji"?

(częściowego, znacznego, całkowitego) przywrócenia polarności błony, lub po prostu 'prowadziło do polaryzacji'. Polarność, jeśli upieramy się, że polaryzacja to proces, ale, imho, naprawa przez polaryzację też jest dobra :D

 

Edited by Jajcenty

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 4.03.2020 o 18:22, Mariusz Błoński napisał:

O ile dobrze rozumiem, depolaryzacja jest niekorzystnym procesem.

Więc może "likwidacji depolaryzacji"?

Absolutnie nie! depolaryzacja to proces podstawowy umożliwiający życie ;P to jest jedno z głównych "dzieł" komórek, że tak się wyrażę :P, poza wydzielaniem substancji.

 

W dniu 4.03.2020 o 19:50, Jajcenty napisał:

(częściowego, znacznego, całkowitego) przywrócenia polarności błony, lub po prostu 'prowadziło do polaryzacji'. Polarność, jeśli upieramy się, że polaryzacja to proces, ale, imho, naprawa przez polaryzację też jest dobra :D

Myślę ,że polarność to byłaby cecha, ale polaryzacja (w  tym przypadku) to proces ustalania się różnicy potencjałów ;P (choć słowo to znaczy nieco co innego w optyce, bo tam polaryzacja to raczej cecha fali, a nie proces...) "przywrócenie polarności błony" brzmi dobrze, choć ja bym napisał przywrócenie zdolności do depolaryzacji, bo mówi się raczej o de i repolaryzacji a o polarności błony chyba rzadziej. Ja w kazdym razie się nie spotykam. Komórka bez polarności - czyli bez różnicy potencjałów to komórka martwa ;p Natomiast sama różnica potencjałów to jeszcze za mało dla depolrayzacji - do tego muszę jeszcze działać receptory/kanały jonowe. 

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

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Skrajne wcześniactwo wiąże się z dużym ryzykiem uszkodzenia mózgu. Naukowcy z Uniwersytetu Wiedeńskiego i Medycznego Uniwersytetu Wiedeńskiego znaleźli potencjalny cel terapeutyczny, który może pomóc leczyć takie uszkodzenia. Co interesujące, znajduje się on poza mózgiem, a są nim... bakterie mikrobiomu jelit. Uczeni odkryli, że nadmiar bakterii z rodziny Klebsiella w jelitach skrajnych wcześniaków powiązany jest ze zwiększą obecnością pewnych komórek odpornościowych i rozwojem uszkodzeń mózgu.
      Wiemy, że wczesny rozwój jelit, mózgu i układu odpornościowego są ściśle ze sobą powiązane. Związek ten nazywany jest osią jelita-układ odpornościowy-mózg.
      Mikroorganizmy w mikrobiomie jelit – na który składają się setki niezbędnych do życia gatunków bakterii, grzybów, wirusów i innych mikroorganizmów – są u zdrowych osób w stanie równowagi. Jednak u wcześniaków, u których układ odpornościowy i mikrobiom jeszcze się nie w pełni rozwinęły, z dużym prawdopodobieństwem może dojść do zaburzenia tej równowagi. A to negatywnie wpływa na mózg, wyjaśnia główny autor badań, mikrobiolog i immunolog David Seki.
      Naukowcom udało się zidentyfikować liczne wzorce w mikrobiomie i układzie odpornościowym, które są powiązane z głębokością i postępem uszkodzeń mózgu. Co ważne, takie wzorce często ujawniają się, zanim dojdzie do zmian w mózgu. To zaś wskazuje, że istnieje okienko, w którym u skrajnych wcześniaków będziemy mogli powstrzymać uszkodzenia mózgu lub w ogóle im zapobiec, stwierdza David Berry z Uniwersytetu Wiedeńskiego.
      Terapie takich zaburzeń będą możliwe dzięki biomarkerom, które Austriakom już udało się zidentyfikować. Nasze badania pokazują, że nadmierny rozrost Klebsielli i powiązany z tym podniesiony poziom subpopulacji limfocytów Tγδ (gamma delta) najprawdopodobniej zwiększają uszkodzenia mózgu. Byliśmy w stanie wyśledzić ten mechanizm, gdyż jako pierwsi szczegółowo zbadaliśmy, jak u specyficznej grupy noworodków zachodzi interakcja pomiędzy układem odpornościowym, mikrobiomem a rozwojem mózgu, wyjaśnia neonatolog Lukas Wisgrill.
      W badaniach wzięło udział 60 wcześniaków urodzonych przed 28. tygodniem ciąży i ważących mniej niż 1 kilogram. Naukowcy wykorzystali nowoczesne technologie sekwencjonowania genomu, analizowali krew i próbki kału oraz wykorzystywali EEG i rezonans magnetyczny.
      Jak mówią główni autorzy badań, Angelika Berger i David Berry, to dopiero wstęp do jeszcze lepszego zrozumienia rozwoju wcześniaków. Uczeni chcą przez kolejne lata śledzić losy dzieci, które brały udział w ich badaniu. Dopiero po latach dowiemy się, jak pod względem motorycznym i poznawczym będą się te dzieci rozwijały. Naszym celem jest zrozumienie, w jaki sposób bardzo wczesny rozwój osi jelita-układ odpornościowy-mózg wpływa na długoterminowy rozwój, stwierdza Berger.
      Ze szczegółowymi wynikami badań można zapoznać się w artykule Aberrant gut-microbiota-immune-brain axis development in premature neonates with brain damage opublikowanym na łamach Cell Host & Microbe.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W Uniwersyteckim Szpitalu Klinicznym w Opolu przeprowadzono endoskopową separację nowotworu kręgosłupa z wykorzystaniem nowoczesnych implantów. To pierwszy taki zabieg w Polsce - podkreśla dr hab. n. med. Dariusz Łątka, kierownik Kliniki i Oddziału Neurochirurgii.
      Naszym zadaniem podczas tej operacji było usunięcie części nowotworu kręgosłupa, będącej w bezpośrednim kontakcie z rdzeniem kręgowym, żeby umożliwić kolejny, właściwy, etap radykalnego leczenia onkologicznego przez stereoradioterapię - wyjaśnia.
      Zabieg przeprowadzono u 50-letniego pacjenta ze zdiagnozowanym nowotworem w piersiowym odcinku kręgosłupa (wywołuje on postępujący niedowład kończyn dolnych). Kompleksowa terapia jest realizowana we współpracy z onkologiem - lek. med. Kornelem Pawlakiem z Opolskiego Centrum Onkologii.
      Dzięki separacji radioterapeuta będzie mógł tak zdefiniować obszary chronione, by przy napromienianiu nie doszło do uszkodzenia rdzenia kręgowego.
      Takie zabiegi neurochirurgiczne wykonywane są w kilku ośrodkach zajmujących się chirurgią onkologiczną kręgosłupa. Innowacyjność naszego rozwiązania polega - po pierwsze - na zastosowaniu do tego techniki endoskopowej, wykorzystywanej dotychczas w neurochirurgii do leczenia zmian zwyrodnieniowych kręgosłupa. Separacja nowotworu przez endoskop, czyli jakby przez "dziurkę od klucza", pozwoli na dużo szybszą rekonwalescencję pacjenta przed zasadniczą częścią leczenia, czyli radioterapią. Zakładamy, że powinien być gotowy do leczenia onkologicznego już po kilku dniach.
      Drugą nowością było, jak podkreślono w komunikacie prasowym szpitala, zastosowanie do stabilizacji kręgosłupa ultranowoczesnych implantów karbonowych. Nie zasłonią one pola napromieniania, jak działoby się przy implantach tytanowych - mówi Łątka.
      Zespół chirurgiczny tworzony przez dr. n. med. Kajetana Łątkę i lek. med. Tomasza Krzeszowca nadzorował dr hab. n. med. Dariusz Łątka. Instrumentariuszkami były Aleksandra Babicz, Karolina Tybeńska i Violetta Szopa; znieczulenie prowadziła Agnieszka Wróbel w asyście Doroty Pietrek i Beaty Lechkun.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Czerniak to najbardziej niebezpieczny z nowotworów skóry,. Czasem tworzy się w gałce ocznej, bardzo rzadko zaś wewnątrz organizmu. W jego leczeniu wykorzystuje się radio- i chemioterapię oraz chirurgię. Teraz naukowcy z Uniwersytetu Katolickiego w Leuven donoszą, że być może wpadli na trop kolejnego sposobu na walkę z czerniakiem, a ma nim być zastosowanie... antybiotyków.
      Możliwość reagowania na stres środowiskowy, w tym na podawane leki, przyczynia się do ewolucji guza i zyskaniu przez niego oporności na leczenie, czytamy na łamach Journal of Experimental Medicine. Odkryliśmy, że przetrwanie komórek zależne od zintegrowanej odpowiedzi na stres (ISR) zależy m.in. od zwiększenia zwiększenia przez mitochondria syntezy protein. To słabość, która można wykorzystać, używając w tym celu antybiotyków biorących na cel mitochondrialne rybosomy.
      Gdy nowotwór ewoluuje, niektóre z komórek mogą uniknąć leków i zatrzymać proliferację, by ukryć się przed układem odpornościowym, wyjaśnia Eleonora Luecci. Jednak by przetrwać leczenie, te nieaktywne komórki muszą mieć ciągle włączone mitochondria. Jako, że mitochondria pochodzą od bakterii, które zaczęły żyć wewnątrz komórek, są bardzo wrażliwe na niektóre klasy antybiotyków. To zaś podsunęło nam pomysł, by użyć antybiotyków w walce z czerniakiem.
      Uczeni pobrali od pacjenta komórki nowotworowe i przeszczepili je myszom, które następnie zaczęli leczyć antybiotykami. Antybiotyki szybko zabiły wiele komórek nowotworowych, kupując cenny czas, który był potrzebny, by mogła zadziałać immunoterapia. Przy guzach, które nie reagowały na inne metody leczenia, antybiotyki przedłużyły życie myszy, a w niektórych przypadkach je wyleczyły, dodaje Leucci.
      Naukowcy pracowali z antybiotykami, które obecnie – ze względu na rosnącą antybiotykooporność – rzadko są stosowane przy infekcjach bakteryjnych. Jednak antybiotykooporność nie miała znaczenia dla skuteczności antybiotyków w tych badaniach. Komórki nowotworowe wykazywały dużą wrażliwość na te antybiotyki. Możemy więc zacząć je stosować do leczenia nowotworu, a nie walki z infekcją, dodaje uczona.
      Badania prowadziliśmy na myszach, nie wiemy więc, na ile efektywna byłaby ta metoda u ludzi. Wspominamy tylko o jednym przypadku, gdy osoba chora na czerniaka otrzymywała antybiotyki, gdyż przechodziła infekcję bakteryjną. Jednak zauważyliśmy, że po leczeniu antybiotykami, oporne guzy tej osoby, ponownie stały się wrażliwe na standardową terapię przeciwnowotworową. To powód do optymizmu, ale potrzebujemy dalszych badań klinicznych nad wykorzystaniem antybiotyków w leczeniu nowotworu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Duńscy badacze opisali podstawy procesu, za pomocą którego komórki nowotworowe naprawiają niebezpieczne dla nich uszkodzenia błony komórkowej. Wykazali przy tym, że powstrzymanie tego procesu powoduje śmierć komórek. Proces makropinocytozy może stać się celem przyszłych terapii przeciwnowotworowych, mówi Jesper Nylandsted z Uniwersytetu w Kopenhadze, który stał na czele grupy badawczej.
      Błona komórkowa jest zasadniczym elementem chroniącym komórkę przed niekorzystnym wpływem czynników zewnętrznych. Dobrze znamy wstępny mechanizm naprawy błony komórkowej, jednak mniej wiemy o tym, w jaki sposób komórki naprawiają samą strukturę błony, by przywrócić homeostazę, stwierdza Nylandsted.
      Duńczycy uszkadzali komórki nowotworowe, wypalając w ich błonach otwory za pomocą lasera. Już wcześniej specjaliści z Duńskiego Towarzystwa Raka obserwowali, jak komórki potrafią „zszywać” tak uszkodzoną błonę. Tym razem okazało się, że – szczególnie komórki agresywnych nowotworów – wykorzystują podczas naprawy proces makropinocytozy. Niewykluczone, że preferowany jest ten mechanizm, gdyż dzięki niemu komórka ma możliwość ponownego użycia uszkodzonej błony. Ten rodzaj recyklingu może być użyteczny w przypadku komórek nowotworowych, gdyż podlegają one częstym podziałom, co wymaga od nich dużej ilości energii i materiału.
      Uzyskane przez nas wyniki wskazują, że komórki aktywnie wymieniają uszkodzoną część błony i naprawiają ją za pomocą makropinocytozy. Wydaje się, że kluczowy jest tutaj pierwszy krok internalizacji uszkodzonej błony drogą makropinocytozy. To właśnie umożliwia komórce przetrwanie. Sądzimy, że dzięki temu, usuwając uszkodzoną błonę i proteiny po wstępnej naprawie, komórki nowotworowe lepiej radzą sobie z problemem, stwierdzają badacze.
      Duńczycy próbują dowiedzieć się więcej o tym, w jaki sposób komórki nowotworowe chronią swoją błonę komórkową. Obok makropinocytozy interesuje nas to, co dzieje się po wstępnym zamknięciu uszkodzonej błony. Sądzimy, że to wstępne łatanie jest dość pobieżne i później konieczna jest lepszej jakości naprawa. To może być kolejny słaby punkt komórek nowotworowych, któremu chcemy się bliżej przyjrzeć, mówi doktor Stine Lauritzen Sønder.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Międzynarodowy zespół badaczy, w tym polscy specjaliści, odkrył, że gdy podmieni się jeden z głównych elementów DNA na substancję nieco zmienioną, naprawia ona uszkodzenia powodowane promieniowaniem UV. Może to wyjaśniać, jak powstawało życie na Ziemi, a w przyszłości także wspomóc syntetyczną biologię i nanotechnologię.
      DNA jest proste i skomplikowane zarazem. Składa się z czterech „liter” A,T,C,G pod którymi kryją się cztery substancje (adenina, tymina, cytozyna i guanina). Mogą się one jednak ustawiać w różnej kolejności i w bardzo długich cząsteczkach.
      Mechanizm kodowania jest więc prosty, ale informacje w DNA zawarte wyjątkowo obszerne.
      DNA może ulegać uszkodzeniom, co prowadzi czasami do utraty informacji i np. wadliwego działania pewnych genów. To z kolei może powodować nieprawidłową pracę komórki, a nawet jej śmierć.
      DNA nie lubi m.in. promieni UV, czego skrajne skutki można obserwować np. w postaci nowotworów skóry. Na szczęście komórki dysponują enzymami, które zwykle naprawiają większość uszkodzeń.
      Międzynarodowy zespół naukowców, na łamach prestiżowego periodyku „Nature” opisał właśnie, jak pewna cząsteczka może zastępować jedną z liter genetycznego alfabetu – adeninę.
      2,6-diaminopuryna, zwana też 2-aminoadeniną, zachowuje wiele funkcji potrzebnych DNA, jednak ma jeszcze jedną, unikalną zdolność. Otóż, podobnie jak komórkowe enzymy, naprawia uszkodzenia wywołane promieniowaniem ultrafioletowym.
      Ta cząsteczka mogła przyczynić się do rozwoju życia na Ziemi. W poprzednich pracach pokazywaliśmy, jak podstawowe cegiełki budujące DNA i RNA mogły powstawać na młodej Ziemi za pomocą promieniowania UV. To promieniowanie UV jest jednak szkodliwe dla łańcuchów tych polimerów niosących informację genetyczną. Np. UV jest jednym z czynników powodujących raka poprzez uszkodzenia nici DNA. Na młodej Ziemi nie było jeszcze skomplikowanej maszynerii, która jest w stanie naprawić wiele z tych uszkodzeń w organizmach żywych, więc naturalnym pytaniem było, jak polimery DNA lub RNA na młodej Ziemi mogły przetrwać te trudne warunki – wyjaśnia dr Rafal Szabla, chemik pracujący na University of Edinburgh.
      Nam udało się znaleźć alternatywną cegiełkę DNA, która jest w stanie sama te uszkodzenia naprawić, a jednocześnie jest w stanie pełnić wiele podstawowych funkcji biochemicznych – tłumaczy ekspert.
      Jednocześnie zupełnie niedawno w magazynie Science ukazały się trzy artykuły opisujące rolę 2,6-diaminopuryny w bakteriofagach, wirusach atakujących bakterie. Jak się okazuje, wiele z nich posiada całe genomy z adeniną kompletnie wymienioną na 2,6-diaminopurynę. Jej rola w tym przypadku jest jednak inna - chroni ona bakteriofagi przed zniszczeniem przez atakowane bakterie.
      Autorzy tego odkrycia też jednak wskazują na potencjalną rolę tej substancji w pochodzeniu życia na Ziemi.
      Być może związek ten znajdzie nawet praktyczne zastosowania.
      W biologii syntetycznej może on otworzyć kilka ciekawych ścieżek. DNA z tym genomem ma bardziej stabilne i odporne na ciepło podwójne helisy. My pokazaliśmy że jest też zdecydowanie bardziej odporne na UV – zwraca uwagę dr Szabla.
      Ponadto alternatywne zasady mogą np. pozwolić na budowę nieco innych białek (z niebiologicznymi komponentami). Może to mieć też zastosowanie w fagoterapii, w walce ze specyficznymi bakteriami. DNA jest też wykorzystywane w nanotechnologii i tego typu inżynieryjne usprawnienia mogą odgrywać istotną rolę, kiedy chcemy uzyskać materiały z DNA o usprawnionych właściwościach – kontynuuje badacz.
      W projekcie uczestniczyli też inni polscy specjaliści - dr Magdalena Zdrowowicz i jej koledzy z Uniwersytetu Gdańskiego.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...