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

Koniugaty nanocząstek i mikroRNA prowadzą po naświetleniu do niemal całkowitej regresji guza

Recommended Posts

Naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii stworzyli kontrolowane światłem koniugaty srebrnych nanocząstek i mikroRNA; miRNA są 18-23-nukleotydowymi jednoniciowymi sekwencjami niekodującego RNA, które łącząc się komplementarnie do końca 3' mRNA, blokują translację białek, w tym przypadku komórek nowotworowych. Wskutek tego komórki nowotworowe umierają.

Jak tłumaczą autorzy badania, którego wyniki ukazały się w piśmie Biomaterials, gryzoniom podawano dożylnie egzogenny miR-148b, by wywołać apoptozę keratynocytów wykazujących ekspresję Ras oraz komórek mysiego raka kolczystokomórkowego (unikano przy tym cytotoksyczności dla niezmienionych keratynocytów).

Warto dodać, że cząsteczki Ras są rodziną białek wiążących się z GTP, które należą do najczęściej zmutowanych genów w nowotworach człowieka.

Gdy nanocząstki nagromadziły się w okolicy guza, prowadzono naświetlanie okolicy zmiany nowotworowej lampą LED emitującą światło o długości fali rzędu 450 nm. Skutkowało to oddzieleniem mikroRNA od nośnika. Zabieg ten prowadził do szybkiego i trwałego zmniejszenia objętości guza o 92,8%, a także rekrutacji limfocytów T.

Ta metoda dostarczania zapewnia swoistość czasową i przestrzenną. Zamiast podawać mikroRNA systemowo i wywoływać skutki uboczne, można stosując naświetlanie, dostarczać mikroRNA do konkretnego rejonu tkanki w specyficznym czasie - wyjaśnia prof. Adam Glick.

Prof. Daniel Hayes dodaje, że swoistość czasowa i przestrzenna terapii ma wielkie znaczenie w przypadku leczenia nowotworów. MikroRNA działa bardzo różnie na różne typy tkanek, co może prowadzić do niechcianych skutków ubocznych i toksyczności. Dostarczając i aktywując mikroRNA tylko w okolicy guza, można ograniczyć te zjawiska i zwiększyć ogólną skuteczność terapii.

Stosując tę metodę, Yiming Liu była w stanie wykazać, że w grupie ok. 20 myszy po zastosowaniu koniugatów nanocząstek i mikroRNA oraz naświetleniu nowotwory skóry uległy w ciągu 24-48 godzin niemal całkowitej regresji i nie odrosły.

Liu dodaje, że mikroRNA stosowane przez jej zespół (miR-148b) reguluje szeroki zestaw genów, co sprawia, że jest szczególnie użyteczne w leczeniu heterogenicznych chorób. Ogólna skuteczność terapii może być większa, bo atakuje się liczne cele w komórce. Zmniejsza się także ryzyko rozwoju oporności, gdyż mikroRNA jest w stanie połączyć się z różnymi mRNA komórki nowotworowej, różnicując w ten sposób ścieżki, za pośrednictwem których blokuje się produkowanie przez nią białek.

Naukowcy wyjaśniają, że za pomocą naświetlanych koniugatów nanocząstek i mikroRNA można by leczyć nowotwory jamy ustnej, układu pokarmowego i skóry (mogą to być wszelkie zmiany, które da się wystawić na oddziaływanie światła za pomocą kabla światłowodowego).

Chcemy dalej rozwijać metodę, tak by móc ją stosować na guzach wewnętrznych, które są istotniejsze z punktu widzenia śmiertelności, np. w raku przełyku - podsumowuje Glick.


« 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
      Naukowcy z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa odkryli, że komórki nowotworów piersi potrafią tak zmieniać komórki NK (Natural Killer), że zamiast zwalczać nowotwór, pomagają mu one w rozprzestrzenianiu się. Komórki NK to główna grupa komórek układu odpornościowego, odpowiedzialna za naturalną cytotoksyczność. Teraz dowiadujemy się, że mogą one zostać zmanipulowane przez nowotwór tak, iż pomagają mu się rozprzestrzeniać. To ważne spostrzeżenie sugeruje, że zapobieżenie tej manipulacji może być kluczem do walki z nowotworem piersi.
      W nowotworach piersi za większość zgonów odpowiada nie pierwotny guz, ale jego przerzuty do innych organów. Od gua pierwotnego odrywają się komórki nowotworowe, które za pośrednictwem układu krwionośnego lub limfatycznego rozprzestrzeniają się po organizmie. Komórki NK to jedne z limfocytów, których zadaniem jest eliminacja takich zagrożeń. Obecnie nie wiemy, w jaki sposób komórki nowotworowe są w stanie uniknąć namierzenia ich przez komórki NK.
      Naukowcy pracujący pod kierunkiem Andrew Ewalda odkryli, że chociaż rozprzestrzeniające się komórki raka piersi są początkowo podatne na atak ze strony komórek NK, to bardzo szybko potrafią tak przeprogramować zachowanie tych komórek, że NK zaczynają pomagać im w tworzeniu przerzutów.
      Za pomocą badań ex vivo i in vivo stwierdziliśmy, że komórki raka piersi k14-dodatnie są podatne na atak ze strony komórek NK. Następnie zauważyliśmy, że po spotkaniu z komórkami nowotworowymi komórki NK tracą swoje zdolności cytotoksyczne i zaczynają wspomagać przerzuty. Porównanie ekspresji genów w zdrowych komórkach NK z komórkami, które zetknęły się z nowotworem, wykazały, że te drugie przypominają nieaktywne komórki NK, stwierdzają autorzy badań.
      Po zetknięciu z komórkami nowotworowymi w komórkach NK dochodzi włączania i wyłączania tysięcy genów oraz do ekspresji różnych protein na ich powierzchni. Na szczęście naukowcy już zauważyli, że przeciwciała biorące za cel dwie kluczowe proteiny na powierzchni zmienionych komórek NK – TIGIT i KLRG1 – powstrzymują komórki NK przed wspomaganiem przerzutowania.
      Połączenie inhibitorów metylotransferazy DNA (inhibitory DNMT) z przeciwciałami anty TIGIG lub anty KLRG1 zmniejsza potencjał do przerzutowania. Naszym zdaniem terapie nakierowane na komórki NK mogą być efektywną metodą zapobiegania przerzutom, stwierdzają autorzy odkrycia.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Międzynarodowy zespół naukowców opracował funkcjonalizowane peptydami nanocząstki złota, które pozwalają ograniczyć śmierć neuronów będącą wynikiem zbyt dużego pobudzenia (hiperekscytacji). Autorzy badań podkreślają, że nadmierna stymulacja komórek nerwowych przez kwas glutaminowy (glutaminian, GLU) może doprowadzić do ich uszkodzenia i śmierci. Zjawisko to, zwane ekscytotoksycznością, występuje w wielu chorobach neurozapalnych i neurodegeracyjnych, m.in. alzheimerze.
      Nadmierna stymulacja receptorów glutaminergicznych może wywołać niekontrolowany napływ jonów Ca2+ do wnętrza komórki. W warunkach fizjologicznych jony wapnia pełnią rolę ważnego przekaźnika (wyzwalają szereg procesów). Jeśli ich napływ jest jednak nadmierny, dochodzi do wspomnianej hiperekscytacji neuronu, a konsekwencją ekscytotoksyczności jest w bardzo wielu przypadkach programowana śmierć komórki, czyli apoptoza. Wysokie stężenie wapnia w neuronie po stymulacji receptorów glutaminianergicznych uruchamia kolejne procesy prowadzące do jego zniszczenia: 1) aktywację enzymów zależnych od jonów wapnia (m.in. kinaz białkowych, proteaz czy endonukleaz), 2) aktywację syntazy tlenku azotu, 3) dysfunkcję mitochondriów oraz 4) generowanie wolnych rodników.
      Nadmierna aktywacja neuronu prowadzi do zwiększonego zapotrzebowania energetycznego przy ograniczonych możliwościach jej produkcji. Deficyt energetyczny skutkuje uszkodzeniem mitochondriów i śmiercią neuronów.
      Funkcjonalizowane peptydami nanocząstki złota zaprojektowano i przygotowano w IIT-Istituto Italiano di Tecnologia w Lecce. Pozwalają one na wybiórcze hamowanie ekstrasynaptycznych (pozasynaptycznych) receptorów glutaminergicznych. Jak tłumaczą naukowcy, wielkość nanocząstek skutkuje blokowaniem wyłącznie receptorów zlokalizowanych pozasynaptycznie. Dzięki temu zachowana zostaje prawidłowa neurotransmisja, a jednocześnie można uniknąć nadmiernej aktywacji prowadzącej do śmierci neuronów.
      Mechanizm molekularny leżący u podłoża neuroochronnego działania nanocząstek określono podczas prac eksperymentalnych prowadzonych przez Pierluigiego Valente z Uniwersytetu w Genui oraz grupę Fabia Benfenatiego z Centro NSYN-IIT w Genui.
      Wyniki badań będzie można wykorzystać podczas rozwijania metod terapii chorób neurologicznych przebiegających z nadmiernym uwalnianiem GLU. Możliwość blokowania receptorów pozasynaptycznych, które przede wszystkim odpowiadają za śmierć komórek, bez oddziaływania na transmisję synaptyczną pozwala myśleć o pozbawionej skutków ubocznych terapii celowanej.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Nanocząstki tlenku miedzi nie tylko zabiły guzy nowotworowe u myszy i wzmocniły jej układ odpornościowy, ale również uniemożliwiły ponownie zaimplementowanie nowotworu u zwierząt. Autorzy nowych badań twierdzą, że ich technika może być przydatna w zwalczaniu 60% wszystkich nowotworów.
      Grupa ekspertów z Uniwersytetu Katolickiego w Leuven (KU Leuven), Uniwersytetu w Bremie, Instytutu Inżynierii Materiałowej im. Leibniza oraz Uniwersytetu w Ioanninie odkryła, że guzy nowotworowe są wrażliwe na działanie nanocząstek tlenku miedzi. Gdy związki takie znajdą się w organizmie, rozpuszczają się i stają się toksyczne. Jednak dzięki użyciu tlenku żelaza do stworzenia wspomnianych nanocząstek naukowcy byli w stanie kontrolować cały proces i wyeliminować komórki nowotworowe bez szkodzenia zdrowym tkankom.
      Każdy materiał w nanoskali ma nieco inne właściwości niż jego większa wersja. Jeśli byśmy połknęli duże ilości tlenków metali, byłoby to niebezpieczne, jednak w nanoskali w kontrolowanych, bezpiecznych i odpowiednich stężeniach mogą przynosić nam korzyści, mówi profesor Stefaan Soenen z KU Leuven.
      Początkowo nowotwór zaatakowano za pomocą samych nanocząstek, ale, zgodnie z przewidywaniami naukowców, choroba wróciła. Połączono więc nanocząstki i immunoterapię. Zauważyliśmy, że związki miedzi nie tylko bezpośrednio zabijały komórki guza, ale wspomagały układ odpornościowy w walce z nimi, opowiada doktor Bella B. Manshian.
      Nanocząstki całkowicie wyeliminowały z organizmów myszy guzy nowotworowe wywołane nowotworami płuc i jelita grubego. Co więcej jednak, gdy naukowcy wstrzyknęli myszom komórki nowotworowe obu typów, zostały one błyskawicznie unieszkodliwione przez układ odpornościowy.
      Naukowcy stwierdzają, że ich technika może być używana w przypadku około 60% nowotworów. Dotyczy to tych chorób, które zaczynają się od mutacji genu p53. To m.in. nowotwory piersi, płuc, jajników czy jelita grubego. Największą zaletą nowej techniki jest możliwość wyeliminowania chemioterapii z procesu leczenia.
      Pełny opis badań opublikowano na łamach Angewandte Chemie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pacjenci z nowotworami powinni mieć ściśle dostosowany program ćwiczeń, który pomoże ochronić serce przed skutkami ubocznymi terapii (kardiotoksycznością).
      Pacjenci onkologiczni są często mniej aktywni niż dorośli bez nowotworów. Bez względu na rodzaj terapii ćwiczenia mają jednak [dla nich] zasadnicze znaczenie - podkreśla dr Flavio D'Ascenzi z Uniwersytetu w Sienie.
      Jak tłumaczą autorzy publikacji z European Journal of Preventive Cardiology, zarówno trening wytrzymałościowy, jak i oporowy stymulują odżywienie mięśnia sercowego. Trening wytrzymałościowy jest uznawany za skuteczniejszy, jeśli chodzi o właściwości przeciwzapalne czy sprawność krążeniową, ale jego uprawianie może być dla pacjentów onkologicznych trudne. Bardziej odpowiednim punktem wyjścia wydaje się więc dla nich trening oporowy (zwłaszcza jeśli weźmie się pod uwagę jego większy potencjał anaboliczny). Trening mięśni wdechowych (ang. inspiratory muscle training, IMT) pomaga wzmocnić mięśnie wdechowe i w ten sposób ograniczyć duszność, szczególnie u pacjentów z nowotworami klatki piersiowej. Konkretne ćwiczenia powinny być dobierane indywidualnie - wyjaśnia D'Ascenzi.
      Choroby sercowo-naczyniowe (ChSN) są częstymi powikłaniami leczenia onkologicznego; terapia upośledza funkcję i budowę serca albo przyspiesza rozwój choroby sercowo-naczyniowej, zwłaszcza gdy występują czynniki ryzyka ChSN, np. nadciśnienie. Należy też pamiętać, że choroby sercowo-naczyniowe i nowotwory dzielą czynniki ryzyka. Z tego względu pacjentom onkologicznym zaleca się, by zdrowo się odżywiali, rzucili palenie, ćwiczyli i kontrolowali wagę.
      Włosi podkreślają, jak ważne jest ustalenie indywidualnego planu ćwiczeń dla każdego pacjenta. Program ćwiczeń powinien się zaczynać tak szybko, jak to możliwe, nawet przez wdrożeniem leczenia, np. chemioterapii.
      D'Ascenzi i inni twierdzą, że formułowanie programu ćwiczeń to zadanie dla multidyscyplinarnego zespołu, złożonego z onkologów, kardiologów, fizjoterapeutów, pielęgniarek, dietetyków i psychologów. Na początku, by ocenić reakcję na aktywność fizyczną, trzeba by przeprowadzić np. badania spiroergometryczne czy określić próg mleczanowy. Później określa się odpowiednią dawkę ćwiczeń (tak jak się to robi w odniesieniu do leków), w tym intensywność, typ treningu oraz jego objętość (liczbę godzin bądź minut treningu tygodniowo).
      Zdefiniowanie intensywności i objętości ćwiczeń jest ważne dla zmaksymalizowania korzyści wynikających z aktywności i jednoczesnego ograniczenia zmęczenia mięśni, zmęczenia ogólnego i zaburzeń snu.
      Trwająca terapia nie jest, wg Włochów, przeciwwskazaniem do ćwiczeń, ale przed podjęciem nowej aktywności pacjenci powinni się skonsultować z lekarzem. Należy też pamiętać, że chorzy z niskim poziomem hemoglobiny powinni unikać aktywności o dużej intensywności, osobom z małopłytkowością nie zaleca się zaś uprawiania sportów kontaktowych. W grupach zagrożonych łamliwością kości trzeba, oczywiście, unikać aktywności zwiększających ryzyko złamań. Duszności czy zmęczenie wymagają dogłębniejszego zbadania. Jeśli wykluczy się problemy zdrowotne, warto pamiętać, że ćwiczenia mogą pomóc w walce ze zmęczeniem, czyli objawem często występującym u chorych z nowotworami.
      Aktywność fizyczna przed, w trakcie i po terapii przeciwnowotworowej może przeciwdziałać negatywnemu wpływowi leczenia na układ sercowo-naczyniowy. Dodatkowo może usunąć takie objawy, jak mdłości i zmęczenie, a także zapobiec niepożądanym zmianom w zakresie wagi.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Specjaliści podkreślają, że u ok. 1:3 diabetyków wystąpi retinopatia cukrzycowa (DR), powikłanie cukrzycy prowadzące niekiedy do ślepoty. Ostatnio Amerykanie odkryli, że wysokie stężenia glukozy zwiększają poziom prekursora enzymatycznego - propeptydu oksydazy lizynowej (ang. lysyl oxidase propeptide, LOX-PP) - który sprzyja śmierci komórkowej. Niewykluczone więc, że w przyszłości będzie się dało leczyć retinopatię, obierając na cel LOX-PP bądź jego metabolity.
      Odkryliśmy, że warunki hiperglikemiczne czy cukrzycowe zwiększają poziom LOX-PP. LOX-PP może wywoływać śmierć komórkową, upośledzając szlak przeżyciowy. [...] Nasz artykuł demonstruje nową funkcję LOX-PP, która polega na pośredniczeniu śmierci komórkowej w warunkach hiperglikemii w hodowlach komórek śródbłonka siatkówki i u zwierząt z cukrzycą - podkreśla dr Sayon Roy ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Bostońskiego.
      Autorzy raportu z The American Journal of Pathology przypominają, że badania na komórkach raków trzustki i piersi sugerują, że nadmierna ekspresja LOX-PP może wyzwalać śmierć komórkową (apoptozę). Naukowcy postanowili więc zbadać rolę LOX-PP w tkance siatkówki. W ramach studium badano naczynia siatkówki szczurów zdrowych i z cukrzycą oraz gryzoni zdrowych, którym bezpośrednio do oka podano sztucznie zsyntetyzowany, rekombinowany, LOX-PP (rLOX-PP). Analizowano zmiany związane z retinopatią, takie jak obrzęk czy przeciekanie naczyń. Zwracano też uwagę na wskaźniki histologiczne, np. kapilary bezkomórkowe (AC) i utratę perycytów (PL).
      Okazało się, że w porównaniu do grupy kontrolnej, w siatkówkach szczurów z cukrzycą występowało więcej AC i PL. U zdrowych szczurów, którym bezpośrednio do oka podano rLOX-PP, także wzrastała liczba bezkomórkowych kapilar i utrata perycytów (porównań dokonywano do zwierząt, którym podano zastrzyk kontrolny).
      Oprócz tego akademicy badali wpływ wysokich poziomów glukozy na hodowle komórek śródbłonka siatkówki. Okazało się, że dodanie glukozy do hodowli nasilało ekspresję LOX-PP i zmniejszało aktywację serynowo-treoninowej kinazy Akt, zwanej też kinazą białkową B; Akt odpowiada za fosforylację wielu białek związanych z regulacją podstawowych procesów komórkowych, w tym transkrypcji, metabolizmu, apoptozy czy proliferacji.
      Zaobserwowano, że komórki wystawione na sam rLOX-PP przejawiały nasiloną śmierć komórkową, a także obniżoną fosforylację przez Akt.
      Roy i inni podkreślają, że badanie zapewnia klarowne dowody, że wysokie stężenie glukozy podwyższa poziom LOX-PP, co z kolei sprzyja apoptozie. Ponadto wydaje się, że LOX-PP wywołuje śmierć komórkową, upośledzając szlak przeżyciowy.
      DR to wiodąca przyczyna ślepoty w populacji w wieku produkcyjnym. Niestety, nie ma na nią lekarstwa. Nasze wyniki sugerują nowy mechanizm [...], który będzie można wykorzystać jako cel przy zapobieganiu waskulopatii związanej z retinopatią.
      Oksydaza lizynowa jest enzymem odpowiedzialnym za sieciowanie kolagenu i elastyny w przestrzeni pozakomórkowej. Rola propeptydu LOX jest słabiej poznana.

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