Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Nowy hydrożel do hodowli limfocytów T wykorzystywanych w immunoterapii nowotworów
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Medycyna
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Opracowany w Kalifornii nowatorski biomateriał po dożylnym podaniu zmniejsza stan zapalny i pomaga w regeneracji uszkodzonych tkanek i komórek. Został on już przetestowany na gryzoniach i większych zwierzętach, udowadniając swoją skuteczność w regeneracji tkanki po ataku serca. Jego twórcy opracowali też prototypową metodę wykorzystania biomateriału w urazach mózgu oraz nadciśnieniu płucnym.
Nasz biomateriał regeneruje tkankę od wewnątrz. To nowe podejście do inżynierii regeneracyjnej, mów profesor Karen Christman z University of California San Diego, której zespół stworzył biomateriał. Uczona dodaje, że testy bezpieczeństwa i skuteczności biomateriału na ludziach mogą rozpocząć się w ciągu 1-2 lat.
Każdego roku w Polsce zawału serca doświadcza około 80 tysięcy osób. Po zawale w mięśniu sercowym pojawiają się blizny, które pogarszają jego funkcjonowanie i mogą prowadzić do kolejnych chorób.
Już podczas wcześniejszych badań zespół Christman opracował hydrożel zbudowany z macierzy pozakomórkowej, który można było podać przez cewnik w mięsień sercowy, co pobudzało wzrost nowych komórek i naprawę tkanki mięśnia sercowego. Udaną pierwszą fazę testów klinicznych przeprowadzono w 2019 roku. Jednak metoda wprowadzania żelu – bezpośrednia injekcja w mięsień – powodowała, że leczenie można było zastosować nie wcześniej niż tydzień po zawale. Wcześniejsze wprowadzanie igły groziło dodatkowymi uszkodzeniami mięśnia. Dlatego też naukowcy z San Diego postanowili opracować metodę, którą będzie można stosować bezpośrednio po zawale. A to oznaczało konieczność stworzenia biomateriału, który można by wprowadzać do naczyń krwionośnych w sercu podczas przeprowadzania innych procedur ratunkowych, lub też podawać dożylnie.
Potrzebowaliśmy biomateriału, który można dostarczyć do trudno dostępnych miejsc, postanowiliśmy więc wykorzystać naczynia krwionośne, mówi doktor Martin Spang. Jedną z zalet nowego żelu jest fakt, że poprzez naczynia krwionośne równomiernie dociera on do całej uszkodzonej tkanki. Żel podawany przez cewnik pozostawał w miejscu podania i nie rozprzestrzeniał się.
Christman i jej grupa rozpoczęli więc pracę od żelu opracowanego przed kilku laty, który dowiódł swojego bezpieczeństwa w 2019 roku. Uczeni wiedzieli, że nadaje się on do podawania dożylnego, jednak cząstki hydrożeli były zbyt duże, by spełnić swoje zadanie. Naukowcy wpadli więc na pomysł, by hydrożel odwirować w centryfudze. W ten sposób oddzielono zbyt duże cząstki, pozostawiając te w skali nano. Tak uzyskany materiał poddano dializie za pomocą błony półprzepuszczalnej, filtrowaniu i sterylizacji, a następnie liofilizacji. Uzyskano w ten sposób proszek, który po dodaniu wody do injekcji zmienia się w hydrożel gotowy do wstrzyknięcia.
Materiał przetestowano na mysim modelu zawału serca. Naukowcy spodziewali się, że hydrożel przeniknie z naczyń krwionośnych do tkanki, gdyż podczas ataku serca pojawiają się szczeliny pomiędzy komórkami śródbłonka naczyń. Okazało się, że żel nie tylko przenika do tkanki, ale również zamyka szczeliny pomiędzy komórkami naczyń krwionośnych i przyspiesza ich gojenie, zmniejszając stan zapalny. Taki sam efekt zaobserwowano podczas testów na świniach. Naukowcy wysunęli i z powodzeniem przetestowali hipotezę, że ich hydrożel pomaga również w szczurzym modelu stanu zapalnego po urazie mózgu i w nadciśnieniu płucnym. Planują więc przeprowadzenie kolejnych badań w tym kierunku. Większość przeprowadzonych przez nas badań dotyczy serca, jednak widzimy, że istnieje możliwość leczenia w ten sposób innych trudno dostępnych tkanek, mówi Spang.
Profesor Christman oraz startup Ventrix Bio, którego jest współzałożycielką, chcą teraz postarać się o zgodę FDA (Agencja ds. Żywności i Leków) na rozpoczęcie testów na ludziach. Mogłyby się one rozpocząć w ciągu 1-2 lat. Łatwa do zastosowania metoda naprawy mięśnia sercowego pomogłaby w uniknięciu komplikacji i rozwoju schorzeń pojawiających się po zawale.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na szwedzkim Uniwersytecie Technologicznym Chalmersa powstał nowy materiał, który zapobiega infekcjom ran. To specjalny hydrożel, skuteczny przeciwko wszystkim typom bakterii, w tym lekoopornym. Jego opracowanie może przyczynić się do lepszej walki z antybiotykoopornymi bakteriami, które stanowią coraz bardziej poważny problem.
Po przetestowaniu naszego hydrożelu na różnych typach bakterii, zaobserwowaliśmy, że jest on wysoce efektywny, również przeciwko bakteriom, które stały się oporne na antybiotyki, mówi profesor Martin Andersson.
Substancją aktywną w mikrożelu są peptydy, niewielkie proteiny, które występują naturalnie w układzie odpornościowym. "Ryzyko, że bakterie rozwiną oporność na te peptydy jest bardzo małe, gdyż atakują one najbardziej zewnętrzną błonę bakterii. To powód, dla którego się nimi zainteresowaliśmy", stwierdza Andersson.
Naukowcy od dawna próbowali wykorzystać te peptydy, jednak dotychczas bez powodzenia. Problem w tym, że po kontakcie z płynami organizmu, np. z krwią, bardzo szybko ulegają one rozpadowi. Szwedzcy naukowcy uwięzili te peptydy w specjalnym hydrożelu, który je chroni.
To bardzo obiecujący materiał. Jest nieszkodliwy dla komórek, łagodny dla skóry. Z naszych badań wynika, że przyłączone do niego peptydy ulegają znacznie wolniejszej degeneracji niż normalnie, stwierdza doktorant Edvin Blomstrand z Wydziału Chemii i Inżynierii Chemicznej. Spodziewaliśmy się dobrych wyników, ale ten materiał naprawdę pozytywnie nas zaskoczył, dodaje Andersson.
Komercjalizacją wynalazku zajmie się firma Amferia AB, której Andersson jest założycielem. Obecnie w wielu krajach Europy trwają testy kliniczne żelu. Badana jest też jego przydatność w weterynarii. Najprawdopodobniej będzie on stosowany w formie opatrunku. Niewykluczone, że na rynek trafi już w przyszłym roku.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Posługując się polem magnetycznym i hydrożelem, naukowcy ze Szkoły Medycyny Uniwersytetu Pensylwanii zademonstrowali potencjalną metodę odtwarzania złożonych tkanek. Za jej pomocą można by sobie radzić np. z degeneracją tkanki chrzęstnej. Wyniki badań zespołu opublikowano w piśmie Advanced Materials.
Odkryliśmy, że jesteśmy w stanie organizować obiekty, takie jak komórki, w taki sposób, by utworzyć [...] złożone tkanki, nie zmieniając samych komórek. By uzyskać reakcję na pole magnetyczne, inni musieli dodawać do komórek cząstki magnetyczne. Zabieg ten może jednak wywierać niepożądany długofalowy wpływ na zdrowie komórki. Zamiast tego manipulowaliśmy więc magnetycznym charakterem otoczenia komórki; dzięki temu mogliśmy organizować obiekty za pomocą magnesów - opowiada Hannah Zlotnick.
U ludzi ubytki w chrząstce naprawia się za pomocą różnych sztucznych i biologicznych materiałów. Ich właściwości odbiegają jednak od oryginału, dlatego należy się liczyć z ograniczeniami takiego rozwiązania. Zlotnik wskazuje też na naturalny gradient chrząstki (powierzchniowo występuje większa liczba komórek).
Mając to wszystko na uwadze, Amerykanie postanowili poszukać innego rozwiązania. Podczas eksperymentów odkryli, że gdy do hydrożelu mającego formę ciekłą doda się ciecz magnetyczną, można porządkować komórki i inne obiekty, w tym mikrokapsułki do dostarczania leków, według specyficznego wzorca, który przypomina naturalną tkankę. Wystarczy przyłożyć zewnętrzne pole magnetyczne.
Po działaniu pola magnetycznego całość wystawiano na oddziaływanie ultrafioletu (naukowcy prowadzili fotosieciowanie, utrwalając rozmieszczenie obiektów).
W porównaniu do standardowych jednolitych materiałów syntetycznych [...], takie "odwzorowane magnetycznie" tkanki lepiej przypominają oryginał pod względem rozmieszczenia komórek i właściwości mechanicznych [uczeni odtworzyli chrząstkę stawową] - podkreśla dr Robert Mauck.
Technikę badano na razie wyłącznie in vitro.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Uniwersytetu Hokkaido opisali hydrożel, który naśladuje zdolność ludzkiego mózgu do zapamiętywania i zapominania. Wyniki ich badań ukazały się w piśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Ludzki mózg uczy się różnych rzeczy i zapomina informacje, gdy nie są już istotne. Odtworzenie dynamicznego procesu pamięciowego w materiałach wyprodukowanych przez człowieka stanowi wyzwanie. Ostatnio japońscy naukowcy uzyskali hydrożel, który naśladuje dynamiczną funkcję pamięciową naszego mózgu.
Hydrożele są doskonałymi kandydatami do odtwarzania funkcji biologicznych, ponieważ są miękkie i wilgotne jak ludzkie tkanki. Jesteśmy podekscytowani, mogąc zademonstrować, jak hydrożel naśladuje pewne funkcje pamięciowe tkanki mózgowej - cieszy się prof. Jian Ping Gong.
Podczas testów akademicy umieszczali cienką warstwę hydrożelu (o ok. 45% zawartości wody) między płytkami. W górnej wycięty był kształt, np. samolot, albo wyraz, np. "GEL". Na początku żel umieszczano w zimnej wodzie, a potem przenoszono go do gorącej kąpieli. Żel wchłaniał wodę w odsłoniętej części. W ten sposób wzorzec był nanoszony na materiał jak informacja.
Kiedy zawierający poliamfolity żel przenoszono z powrotem do zimnej wody, odsłonięty obszar stawał się ciemniejszy, przez co przechowywana informacja była wyraźnie widoczna. W niższej temperaturze hydrożel stopniowo się kurczył, uwalniając wchłoniętą wodę. Wzór coraz bardziej bladł.
Japończycy zauważyli, że im dłużej żel pozostawał w gorącej kąpieli, tym ciemniejszy (bardziej intensywny) był wzór i tym więcej czasu zajmowało blaknięcie czy, inaczej mówiąc, zapominanie informacji. Zespół wykazał także, że wyższe temperatury intensyfikowały "wspomnienia".
Wygląda to podobnie jak u ludzi. Im więcej czasu spędzasz na uczeniu się czegoś lub im silniejszy jest bodziec emocjonalny, tym dłużej się zapomina - wyjaśnia prof. Kunpeng Cui.
Uczeni zademonstrowali, że pamięć hydrożelowa jest stabilna przy wahaniach temperatury i dużym rozciąganiu. Co ciekawe, można zaprogramować proces zapominania, dostrajając czas uczenia termicznego lub temperaturę. Gdy do poszczególnych liter wyrazu GEL zastosowano, na przykład, różne czasy uczenia, litery zanikały sekwencyjnie.
Przypominający działanie mózgu hydrożelowy system pamięciowy można eksplorować pod kątem pewnych zastosowań, np. w wiadomościach, które znikają ze względów bezpieczeństwa - podsumowuje Cui.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Heparyna to jeden z najczęściej używanych leków. Ten silny antykoagulant zapobiega zakrzepom, ma więc bardzo szerokie zastosowanie w lecznictwie. Heparynę na skalę przemysłową wytwarza się ze śluzówki jelit świń. W 2008 roku w samych tylko Stanach Zjednoczonych zmarło ponad 80, a uszczerbek na zdrowiu poniosło niemal 800 osób, gdy producentom heparyny dostarczono z Chin podrobione półprodukty do jej wytwarzania.
Znacznie lepszą metodą wytwarzania heparyny byłaby jej biosynteza w laboratorium. Warto byłoby powtórzyć historię produkcji insuliny, którą jeszcze 70 lat temu pozyskiwano z świńskich trzustek. Z 4,5 tony trzustek udawało się uzyskać 0,5 kg insuliny. Obecnie insulina powstaje w laboratoriach, gdzie produkują ja genetycznie zmodyfikowane bakterie.
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego (UCSD) poinformowali właśnie, że przybliżyli się do masowej produkcji heparyny w warunkach laboratoryjnych. Udało się im bowiem zidentyfikować kluczowy gen – ZNF263 (białko palca cynkowego 263) – biorący udział w biosyntezie heparyny. Uważają oni, że ZNF263 jest kluczem do wykorzystania genetycznie zmodyfikowanych linii komórkowych do laboratoryjnej produkcji heparyny na skalę przemysłową. Kluczem, który pozwoli na kontrolowanie przebiegu całego procesu.
Heparyna jest uzyskiwana z siarczanu heparanu uzyskiwanego ze źródeł zwierzęcych, głownie z komórek tucznych świńskiej błony śluzowej. Enzymy wykorzystywane w biosyntezie heparyny są identyczne z siarczanem heparanu, jednak nie rozumiemy czynników regulujących te enzymy, stwierdzili autorzy odkrycia.
Przyjrzeli się zatem regionom promotorowym wszystkich genów i odkryli, że główną rolę odgrywa ZNF263. Okazało się, że jest on odpowiedzialny za aktywność dwóch kluczowych enzymów nadających heparynie tak pożądane właściwości – HS3ST1 i SH3ST3A1. Odkrycie to wskazuje nam na nowy czynnik regulujący modyfikację siarczanu heparyny, który może pozwolić nam na wytwarzanie heparyny w liniach komórkowych.
Chcąc potwierdzić swoje spostrzeżenia, naukowcy zmienili ZNF263 w tych ludzkich komórkach, które normalnie nie wytwarzają heparyny. Zauważyli, że siarczan heparanu, które komórki te wytwarzają, również uległ zmianie i wykazuje właściwości podobne do heparyny. Zdaniem uczonych z UCSD ZNF263 jest aktywnym represorem biosyntezy heparyny w większości komórek, natomiast komórki tuczne mogą ją wytwarzać, gdyż aktywność ZNF263 jest w nich stłumiona.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.