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

Struktura warstw siatkówki może być wczesnym biomarkerem alzheimera

Recommended Posts

Inżynierowie biomedyczni z Duke University opracowali metodę jednoczesnego pomiaru grubości i tekstury warstw siatkówki. Mają nadzieję, że będzie ją można wykorzystać do wykrywania biomarkerów choroby Alzheimera (ChA). Wyniki badań ukazały się w piśmie Scientific Reports.

Wcześniejsze badanie wykazało pocienienie siatkówki u pacjentów z ChA. Dodając do pomiarów kolejną metodę, odkryliśmy, że warstwa włókien nerwowych siatkówki [ang. retinal nerve fiber layer, RNFL] jest też bardziej nierówna i zaburzona - opowiada prof. Adam Wax. Mamy nadzieję, że uda się wykorzystać tę wiedzę do stworzenia [...] taniego urządzenia skryningowego, które byłoby dostępne nie tylko w gabinecie lekarza, ale i w miejscowej aptece.

Obecnie ChA diagnozuje się dopiero po wystąpieniu objawów - zaburzeń poznawczych. Gdyby dało się wdrożyć leczenie na wczesnych etapach choroby, znacznie poprawiłoby to jakość życia pacjentów. To dlatego naukowcy nie ustają w próbach wykrycia biomarkerów, które mogłyby pełnić rolę wczesnych sygnałów ostrzegawczych.

Siatkówka zapewnia łatwy dostęp do mózgu i jej pocienienie może być wskazówką zmniejszenia ilości tkanki nerwowej, a więc występowania ChA - wyjaśnia Wax.

Problemem jest jednak to, że inne choroby, np. parkinson czy jaskra, także powodują pocienienie siatkówki. Poza tym różnice między aparatami do optycznej tomografii koherencyjnej (OCT) prowadzą do niespójności uzyskiwanych rezultatów.

Najnowsze badania Waxa i jego studentki Ge Song wykazały, że warstwa włókien nerwowych siatkówki w mysim modelu ChA jest cieńsza i wykazuje zmiany strukturalne. Złogi amyloidu w siatkówkach transgenicznych gryzoni występowały np. głównie w rejonach w obrębie RNFL i warstwy splotowatej zewnętrznej (ang. outer plexiform layer, OPL).

Nasze nowe podejście może określić [...] teksturę NFL, zapewniając szybki i bezpośredni sposób pomiaru zmian strukturalnych powodowanych przez alzheimera [...].

By uzyskać więcej danych, naukowcy połączyli OCT z kątoworozdzielczą interferometrią niskokoherentną (ang. angle-resolved low-coherence interferometry, a/LCI). Wiedza nt. kątów rozpraszania światła daje bowiem wgląd w strukturę tkanki.

Podczas testów wykazano, że średnia grubość NFL w grupie myszy typu dzikiego wynosiła ok. 18µm, a w grupie z alzheimerem była obniżona do 16µm.

Pomiary a/LCI uzupełniają pomiary grubości [...]. Za pomocą samego OCT nie uzyska się danych dot. struktury siatkówki. Potrzebne są więc obie modalności obrazowania - wyjaśnia Song.

Obecnie naukowcy pracują nad dodaniem nowej opcji do taniego systemu OCT. Co ważne, zmniejszone waga i gabaryty sprzętu Waxa przekładają się na mniejsze rozmiary i niższą cenę.


« 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
      Po raz pierwszy udało się zsyntetyzować i jednocześnie przeanalizować materiał poddany ciśnieniu przekraczającemu terapaskal (1000 gigapaskali). Tak gigantyczne ciśnienie, trzykrotnie większe niż ciśnienie w jądrze Ziemi, możemy spotkać np. w jądrze Urana. Naukowcy z Uniwersytetu w Bayreuth we współpracy z badaczami z Niemiec, Szwecji, Francji i USA opisali na łamach Nature metody uzyskania i analizy materiału poddanego tak wysokiemu ciśnieniu.
      Analizy teoretyczne przewidują pojawianie się niezwykłych struktur i właściwości w materiałach poddanych bardzo wysokiemu ciśnieniu. Jednak dotychczas przewidywania te udawało się eksperymentalnie zweryfikować przy ciśnieniu nie przekraczającym 200 megapaskali. Niemożność przekroczenia granicy 200 GPa wynikała z jednej strony z dużej złożoności technicznej procesu uzyskiwania wysokich ciśnień, z drugiej zaś – z braku metod jednoczesnej analizy materiału poddanego tak wysokiemu ciśnieniu.
      Opracowana przez nas metoda pozwala – po raz pierwszy – na syntetyzowanie nowego materiału przy ciśnieniu przekraczającym terapaskal i analizowaniu go in situ, to znaczy w czasie trwania eksperymentu. W ten sposób widzimy nieznane dotychczas stany, właściwości i struktury krystaliczne, które mogą znacząco poszerzyć nasze rozumienie materii jako takiej. Możemy uzyskać w ten sposób wiedzę przydatną w eksploracji planet typu ziemskiego oraz przy syntezie materiałów, które wykorzystamy w technologiach przyszłości, mówi profesor doktor Leonid Durovinsky z Uniwersytetu w Bayreuth.
      Naukowcy uzyskali mieszankę renu z azotem i zsyntetyzowali azotek renu (Re7N3). Związki te uzyskali w dwustopniowej komorze diamentowej podgrzewanej za pomocą laserów. Do pełnego scharakteryzowania materiałów wykorzystano metodę rozpraszania rentgenowskiego. Dwa i pół roku temu byliśmy bardzo zaskoczeni, gdy udało się nam uzyskać supertwardy metaliczny przewodnik z renu i azotu, który mógł wytrzymać niezwykle wysokie ciśnienie. jeśli w przyszłości będziemy mogli wykorzystać krystalografię wysokociśnieniową w zakresach terapaskali, możemy dokonać kolejnych zadziwiających odkryć. Otworzyliśmy szeroko drzwi do kreatywnych badań nad materiałami, które pozwolą na stworzenie i zwizualizowanie niezwykłych struktur pod ekstremalnym ciśnieniem, dodaje profesor doktor Natalia Dubrovinskaia z Uniwersytetu w Bayreuth.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Po ponad 20 latach pracy naukowcy odszyfrowali pełną strukturę kluczowej molekuły sygnałowej. Otwiera to drogę do opracowania nowych i lepszych leków na niektóre rodzaje nowotworów. Nad poznaniem pełnej struktury kinaz janusowych pracuje wiele zespołów na całym świecie. Udało się to grupie Christophera Garcii z Howard Hughes Medical Institute.
      Garcia i jego koledzy pracowali nad tym zadaniem od ponad 2 dekad. Pod koniec ubiegłego roku spod ich mikroskopów elektronowych zaczęły wyłaniać się wyraźne obrazy poszczególnych elementów kinazy. A 8 grudnia doktor Naotaka Tsutsumi i magister Caleb Glassman wysłali mu e-mail z załączonym zdjęciem, na którym było wyraźnie widać molekułę przyłączoną do receptora. Garcia, który brał właśnie udział w spotkaniu, od razu pobiegł do laboratorium. Chciałem, byśmy szybko dokończyli prace, mówi.
      Trójka naukowców pracowała od tej pory bez wytchnienia. To był prawdziwy wyścig pomiędzy wieloma świetnymi ośrodkami akademickimi na całym świecie. A my pędziliśmy do mety, stwierdził. W końcu 26 grudnia uczeni wysłali szczegółowy opis swojej pracy do redakcji Science. Wczoraj ukazał się artykuł i świat mógł zapoznać się z tak długo poszukiwaną dokładną strukturą molekuły.
      Zespół Garcii nie tylko określił dokładną strukturę kinazy janusowej, ale również opisał mechanizm jej działania. To jedna z kluczowych kwestii biologii, mówi John O'shea immunolog z National Institutes of Health, który jest współautorem jednego z pierwszych leków blokujących kinazy janusowe.
      Kinazy janusowe to jedne z podstawowych molekuł sygnałowych. Zbierają one sygnały spoza komórki i przekazują je do komórki. Naukowcy od wielu lat wiedzą, że nieprawidłowo działające kinazy janusowe są przyczyną różnych chorób. A niektóre mutacje prowadzące do nieprawidłowego działania tych kinaz znacząco upośledzają zdolność organizmu do zwalczania infekcji. Nieprawidłowo działające kinazy janusowe przyczyniają się do rozwoju nowotworów krwi, jak białaczka, oraz chorób autoimmunologicznych.
      Dotychczas znaliśmy częściową strukturę tych kinaz, co pozwoliło na opracowanie inhibitorów kinaz, pomagających w leczeniu nowotworów czy artretyzmu. Jednak leki te powstały bez znajomości pełnej struktury kinaz i ich działania. Dlatego też większość współcześnie stosowanych leków nakierowanych na kinazy janusowe to broń obosieczna. Pomagają w leczeniu wielu chorób, od egzemy po COVID-19, ale mogą mieć też wiele skutków ubocznych.
      Garcia po raz pierwszy próbował szczegółowo zobrazować kinazy janusowe w 1995 roku. Jednak to naprawdę trudne zadanie. Kinazy bardzo trudno jest uzyskać w warunkach laboratoryjnych. Jakby tego było mało, nie tworzą one łatwo kryształów, a kryształy są potrzebne, by za pomocą krystalografii rentgenowskiej określić strukturę badanej molekuły.
      Przez lata uczeni mogli więc obserwować małe fragmenty kinaz, które nie składały się w całość. Przełom nastąpił przed kilku laty, wraz z udoskonaleniem kriomikroskopii elektronowej. Drugim istotnym elementem odniesionego sukcesu była decyzja Garcii i skupieniu się na badaniu mysiej kinazy janusowej, w miejsce mniej stabilnej kinazy ludzkiej. Dodatkowo naukowcy wprowadzili do mysiej kinazy mutację powodującą nowotwór, co dodatkowo ustabilizowało molekułę.
      Dzięki temu uczeni byli w końcu w stanie dokładnie opisać strukturę kinazy JAK1 oraz mechanizm jej działań. Garcia ma nadzieję, że dzięki temu uda się w niedalekiej przyszłości opracować leki, które będą brały na cel wyłącznie nieprawidłowo działające kinazy janusowe, co zmniejszy liczbę skutków ubocznych, gdyż kinazy prawidłowo działające będą mogły niezakłócenie pracować.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Gdy starsi ludzie pozostają fizycznie aktywni, w ich mózgach znajduje się więcej protein tworzących połączenia pomiędzy neuronami. Dzięki temu, zachowują tez sprawność umysłową. Zwiększoną ilość wspomnianych białek zaobserwowano podczas autopsji nawet w mózgach osób, które były pełne toksycznych protein powiązanych z chorobą Alzheimera i innymi chorobami neurodegeneracyjnymi.
      "Jako pierwsi wykorzystaliśmy tego typu dane, by wykazać, że regulacja protein w synapsach jest powiązana z aktywnością fizyczną i to właśnie ona może być przyczyną pozytywnych skutków ćwiczeń fizycznych w starszym wieku, które możemy obserwować", powiedziała główna autorka badań, profesor Kaitlin Casaletto z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco (UCSF).
      Badania Casaletto i jej grupy opierały się na danych pozyskanych w ramach Memory and Aging Project prowadzonego na Rush University w Chicago. W ramach tego projektu śledzono poziom aktywności fizycznej u starszych ludzi, którzy zgodzili się oddać po śmierci swoje mózgi do badań. Dlatego też uczeni z UCSF mogą pochwalić się przeprowadzeniem wyjątkowych badań na ludziach. Dotychczas bezpośredni związek pomiędzy aktywnością fizyczną a zdolnościami poznawczymi mogliśmy obserwować w ten sposób na myszach.
      Utrzymanie stabilnych połączeń pomiędzy neuronami może być kluczowym elementem ochrony przed demencją. To synapsy są tym miejscem, które decydują o naszych zdolnościach poznawczych. A utrzymanie aktywności fizycznej, co jest bardzo łatwe, może pomóc w poprawieniu funkcjonowania synaps, stwierdza Casaletto.
      Naukowcy nie tylko zauważyli, że dzięki aktywności fizycznej poprawia się jakość synaps, ale – ku ich zdumieniu – okazało się, że dobroczynne skutki wykraczają daleko poza hipokamp i dotyczą też innych obszarów mózgu. "Być może aktywność fizyczna ma pozytywny wpływ na cały mózg, wspierając i utrzymując prawidłowe funkcjonowanie protein odpowiedzialnych za wymianę sygnałów między synapsami", dodaje współautor badań, profesor William Honer z University of British Columbia.
      W mózgach większości osób starszych dochodzi do akumulacji białek tau i beta-amyloidu. To toksyczne proteiny powiązane z chorobą Alzheimera. Obecnie uważa się, że najpierw pojawia się beta-amyloid, a następnie tau i dochodzi do uszkodzeń synaps oraz neuronów. Casaletto już podczas wcześniejszych badań zauważyła, że u starszych osób z bardziej spójnymi połączeniami między synapsami – niezależnie od tego, czy badania były wykonywane z płynu mózgowo-rdzeniowego pobranego od żywych pacjentów, czy na podstawie autopsji mózgu – toksyczne działanie beta-amyloidu i białek tau było osłabione.
      Uczona podsumowuje, że biorąc pod uwagę oba wspomniane badania, widać, jak ważne jest utrzymywanie aktywności fizycznej w starszym wieku.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Badania prowadzone m.in. przez Cleveland Clinic sugerują, że sildenafil, lek stosowany w leczeniu zaburzeń erekcji (Viagra) i pierwotnego nadciśnienia płucnego (Revatio), może być obiecującym środkiem do zapobiegania i leczenia choroby Alzheimera.
      Grupa badawcza, na czele której stał Feixiong Cheng z Cleveland Clinic Genomic Medicine Institute wykorzystała metody obliczeniowe do przeanalizowania już zatwierdzonych leków, które mogłyby być przydatne w walce z chorobą alzheimera. Analizowano też dane ponad 7 milionów pacjentów. Okazało się, że wśród wszystkich sprawdzonych w ten sposób leków używanie sildenafilu wiąże się z 69-procentowym spadkiem ryzyka rozwoju choroby Alzheimera. To zaś oznacza, że warto przeprowadzić badania kliniczne pod kątem wykorzystania sildenafilu w leczeniu alzheimera.
      Nasze badania wykazały jedynie istnienie korelacji pomiędzy używaniem sildenafilu a zmniejszoną liczbą przypadków alzheimera. Dlatego też planujemy obecnie badania mechanistyczne oraz II fazę randomizowanych testów klinicznych, których celem będzie sprawdzenie istnienia związku przyczynowo-skutkowego oraz ewentualnych korzyści z przyjmowania sildenafilu przez osoby z chorobą Alzheimera. Uważamy też, że nasza metoda może zostać wykorzystana do poszukiwania leków na inne choroby neurodegeneracyjne, w tym na chorobę Parkinsona czy stwardnienie zanikowe boczne, oświadczył Cheng.
      Wykorzystanie już zatwierdzonych leków do walki z kolejnymi chorobami to bardzo dobra alternatywa dla czasochłonnego i kosztownego procesu odkrywania nowych leków. Naukowcy przyjrzeli się ponad 1600 lekom zatwierdzonym przez FDA. W przypadku takich leków nie tylko znamy zagrożenia związane z ich stosowaniem, ale możemy też prześledzić skutki ich używania na olbrzymich grupach pacjentów stosujących je na co dzień. Analiza takich danych może wskazać, czy któryś z leków nie ma wpływu na choroby inne niż te, na które jest stosowany.
      Po tym, jak wstępne analizy wskazały na potencjalne zalety sildenafilu, naukowcy wzięli pod lupę ponad 7 milionów Amerykanów, poszukując związku pomiędzy używaniem tego środka a chorobą Alzheimera. Okazało się, że w grupie, która używała sildenafilu przez ponad 6 lat występuje o 69% mniej przypadków choroby Alzheimera niż w grupie, która tego środka nie używała.
      Porównano też używanie sildenafilu z innymi lekami i okazało się, że u pacjentów używających losartanu sildenafil zmniejsza ryzyko Alzheimera o 55%, u korzystających z metforminy o 63%, o 65% u tych, którzy zażywają diltiazem i 64% u przyjmujących glimepiryd. Bardzo ważny jest fakt, że użycie sildenafilu może zmniejszać ryzyko wystąpienia choroby Alzheimera u osób a chorobą wieńcową, nadciśnieniem i cukrzycą typu II. Te wszystkie schorzenia zwiększają ryzyko zgonu zarówno z powodu alzheimera jak ogólne ryzyko zgonu, zaznacza Cheng.
      Uczeni stworzyli też model choroby Alzheimera, wykorzystując w tym celu komórki macierzyste pacjentów. Okazało się, że pod wpływem sildenafilu komórki mózgu szybciej się rozwijały, hiperfosforylacja białka tau ulegała zmniejszeniu.
      Więcej na ten temat można przeczytać w artykule opublikowanym na łamach Nature Aging.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przed ponad 3000 lat w północnej części Luizjany, w miejscu znanym jako Poverty Point, mieszkały społeczności łowiecko-zbierackie. Naukowcy sądzili dotychczas, że były to proste społeczności, ale archeolog Tristram R. Kidder z University of Washington w Saint Luis przekonuje, że to fałszywy obraz. Wiele bowiem wskazuje na to, że byli wśród nich zręczni inżynierowie oraz osoby zdolne do zorganizowania prac na masową skalę.
      W Poverty Point znajduje się masywny kopiec o wysokości 22 metrów, kilka mniejszych kopców oraz sześć koncentrycznych półkolistych struktur. Wszystko to jest dziełem łowców-zbieraczy, którzy około 3400 lat temu przemieścili ponad 1,5 miliona metrów sześciennych ziemi, by wznieść te struktury. Kidder uważa, że zbudowali w ten sposób ważne miejsce pielgrzymkowe. Zostało ono nagle opuszczone pomiędzy 3200 a 3000 lat temu, a wydarzenie to zbiega się w czasie z powodziami w dolinie Mississippi i zmianami klimatu.
      Na brzegach konstrukcji znaleziono liczne artefakty, co wskazuje, że ludzie tam mieszkali. Jednak najbardziej zaskakujące jest tempo wzniesienia kopca i koncentryczny półokręgów oraz ich niezwykła odporność na warunki atmosferyczne.
      Kidder i jego zespół prowadzili prace na stanowisku Ridge West 3, tym samym, które z 1991 roku badał znany archeolog Jon Gibson. Teraz, dzięki wykorzystaniu nowoczesnych technik badawczych, w tym datowania radiowęglowego, analiz mikroskopowych i pomiarów magnetycznych, naukowcy dowiedli, że struktury powstały bardzo szybko. Nie zauważono bowiem żadnych śladów wietrzenia pomiędzy poszczególnymi warstwami, a takie ślady by były, gdyby zrobiono chociażby krótką przerwę w budowie. To zaś oznacza, że w krótkim czasie zorganizowano dużą grupę ludzi, którzy pod kierownictwem i zgodnie z planem byli w stanie wznieść masywne struktury. Taki sposób organizacji przeczy postrzeganiu prostych społeczności łowiecko-zbierackich.
      Tym, co jeszcze bardziej imponuje, jest odporność całej struktury na warunki zewnętrzne. Jest ona praktycznie nienaruszona. Tymczasem Poverty Point znajduje się zaledwie ok. 320 km od Zatoki Meksykańskiej. Z powodu jej bliskości w miejscu tym mamy do czynienia z intensywnymi opadami, co czyni wszelkie konstrukcje ziemne niezwykle podatnymi na erozję. Gdy uczeni zbadali materiał wykorzystany do budowy kopca i półokręgów, okazało się, że składa się on ze starannie dobranych proporcji gliny, mułu i piasku. Rzymianie mieli swój słynny beton, a Chińczycy budowali trwałe konstrukcje z ubijanej ziemi. Tutejsza ludność opracowała przepis na takie mieszanie różnych materiałów, by uzyskać z tego bardzo trwały materiał. Był on odporny na erozję, mimo że go nie ubijano. To coś, na co współcześni inżynierowie wciąż nie wpadli, stwierdza Kidder.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...