Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Przez dekadę badań nad barierą krew-mózg naukowcy opierali się na błędnym modelu

Rekomendowane odpowiedzi

Naukowcy z Columbia University i Weill Cornell Medicine podważyli właśnie wyniki całej dekady badań nad barierą krew-mózg. Donoszą, że komórki wykorzystywane do przeprowadzania tego typu badań nie są tym, czym się wydawało.

Jednocześnie jednak uczeni odkryli sposób na poprawienie błędów, co daje nadzieję na stworzenie lepszego modelu bariery krew-mózg, dzięki czemu lepiej można będzie badać powstawanie chorób neurodegeneracyjnych i opracowywać leki zdolne do przekroczenia bariery.

Bariera krew-mózg jest trudna do badania na ludziach, a pomiędzy ludźmi i zwierzętami istnieje sporo różnić w jej budowie. Dlatego też bardzo przydaje się możliwość badań tej bariery in vitro, mówi jeden z autorów najnowszych badań, profesor Dritan Agalliu z Columbia University.

Model bariery in vitro został stworzony w 2012 roku. Wykorzystano w tym celu indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste. Mają one zdolność do przekształcania się w niemal każdy typ komórek, w tym komórki wyścielające naczynia krwionośne w mózgu i rdzeniu kręgowym, które zapobiegają przedostawaniu się do centralnego układu nerwowego potencjalnie niebezpiecznych substancji

Agalliu już wcześniej zauważył, że komórki wykorzystywane in vitro jako model bariery mózg-krew nie zachowują się jak normalne komórki śródbłonka obecne w mózgu. To wzbudziło moje podejrzenia. Zacząłem przypuszczać, że protokół wytwarzania komórek na potrzeby badań in vitro prowadzi do powstania nie takich komórek, jakie potrzebujemy, mówi uczony. Okazało się, że w tym samym czasie koledzy z Weill Cornell Medicine nabrali podobnych podejrzeń, więc połączyliśmy siły, by zbadać tę kwestię.

Szczegółowa analiza wykazała, że komórkom produkowanym na potrzeby badań in vitro brakuje wielu kluczowych białek obecnych w naturalnych komórkach śródbłonka. Bardziej przypominały one tkankę nabłonkową, która w mózgu nie występuje.
Naukowcy zidentyfikowali też trzy geny, które po aktywacji prowadzą do pojawienia się komórek bardziej przypominających komórki śródbłonka. Obecnie naukowcy pracują nad uzyskaniem komórek jak najbardziej podobnych do komórek śródbłonka obecnych w mózgu.

Błędna identyfikacja komórek śródbłonka ludzkiego mózgu może być problemem również w przypadku innych typów komórek wytwarzanych z komórek pluripotencjalnych, takich jak astrocyty czy perycyty, mówi Agalliu. Uczony przypomina, że protokoły wytwarzania takich komórek zostały opracowane zanim jeszcze pojawiły się technologie pozwalające na badania i identyfikację pojedynczych komórek. Błędy w identyfikacji komórek bo duży problem, z którym społeczność naukowa musi sobie poradzić, by móc prowadzić badania nad takimi komórkami, jakie występują w ludzkim mózgu. To pozwoli nam wykorzystywać takie komórki do oceny genetycznych czynników ryzyka rozwoju chorób neurologicznych i opracowania leków poprawiających funkcjonowanie bariery krew-mózg, stwierdza Agalliu.


« powrót do artykułu

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Thaddeus Daniel Pierce, który przyszedł na świat 26 lipca, jest „najstarszym dzieckiem” w historii. Urodził się bowiem z zarodka, który był przechowywany od ponad 30 lat. Zarodek został „zaadoptowany” przez Lindsey i Tima Pierce'ów z miejscowości London w stanie Ohio. A jego dawczynią jest 62-letnia obecnie Linda Archerd. W chwili, gdy przekazywała embrion Tim Pierce był małym dzieckiem. A Thaddeus ma 30-letnią siostrę.
      Historia rozpoczyna się na początku lat 90. Linda Archerd i jej mąż od sześciu lat bezskutecznie starają się o dziecko. W końcu decydują się na na zapłodnienie pozaustrojowe. Procedurze poddali się w maju 1994 roku. Powstały wówczas cztery zarodki. Z jednego urodziła się córka państwa Archerd, a trzy pozostałe poddano krioprezerwacji. Pani Archerd chciała mieć więcej dzieci. Mąż jednak nie chciał. Małżeństwo się rozpadło, Lindzie przyznano prawo do zarodków, więc przez dekady płaciła za ich przechowywanie, w nadziei, że znowu będzie w ciąży. Gdy jednak przeszła menopauzę, zaczęła rozważać inne opcje. Jako chrześcijanka nie chciała ani wyrzucać zarodków, ani przeznaczać ich na badania naukowe. Zdecydowała, że pozwoli na adopcję innej parze, ale najpierw musi poznać ludzi, którym je przekaże. Znalazła chrześcijańską agencję adopcyjną NightLight Christian Adoptions, która zgodziła się jej pomóc.
      Poszukiwanie odpowiedniej pary trwało dwa lata. W końcu zarodek trafił do Lindsay i Tima Pierceów, ponad trzydziestoletniego chrześcijańskiego małżeństwa, które od siedmiu lat stara się o dziecko. Procedury podjęła się zaś klinika Rejoice Fertility z Knoxville, na czele której stoi inny pobożny chrześcijanin, John Gordon. Prowadzi on procedury in vitro tak, by tworzyć jak najmniej zapasowych zarodków, a jego celem jest zmniejszenie liczby embrionów przechowywanych obecnie w bankach. Dlatego też współpracuje z wieloma agencjami adopcyjnymi i proponuje swoim pacjentom już istniejące zarodki. Bez względu na ich wiek, czy stan.
      Może być to trudne w przypadku zarodków, które zostały poddane krioprezerwacji w nietypowy lub przestarzały sposób. Tak było w przypadku zarodków pani Archerd. jednak klinice Gordona udało się je rozmrozić tak, że wszystkie przetrwały. Jeden z nich przestał się jednak rozwijać. Dwa pozostałe wprowadzono do macicy Lindsay, a z jednego z nich urodził się Thaddeus.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Dla wegetarian takie wartości jak władza, potrzeba nowych wyzwań oraz dążenie do osobistego sukcesu są ważniejsze niż dla osób jedzących mięso. John B. Nezlek z Uniwersytetu SWPS w Warszawie i College of William & Mary w Williamsburgu w USA przeprowadził badania dotyczące podstawowych wartości, jakimi kierują się wegetarianie i jedzący mięso. Wyniki badań są wyraźnie sprzeczne z tym, jak wegetarianie są postrzegani przez społeczeństwo.
      Uczony przeprowadził trzy badania kwestionariuszowe. W jednym z nich, prowadzonych w USA, udział wzięło 514 wegetarian i 540 niewegetarian. W Polsce prowadzono dwa badania. W jednym udział wzięło 301 wegetarian i 335 niewegetarian, a w drugim – 68 wegetarian i 1943 niewegetarian. W sumie, w badaniu uczestniczyło 883 wegetarian i 2818 niewegetarian. We wszystkich badaniach większość stanowiły kobiety, a wiek uczestników wahał się od końca 4. po początek 6. dekady życia. Do pomiaru wyznawanych wartości naukowiec wykorzystał Portretowy Kwestionariusz Wartości (PVQ) Schwartza.
      We wszystkich trzech badaniach wegetarianie, znacznie bardziej niż niewegetarianie, cenili władzę, potrzebę nowych wyzwań i dążenie do osobistego sukcesu. W teorii wartości Schwartza pojęcie "władza" oznacza dążenie do osobistego statusu, dominacji nad innymi i kontroli. Osoby ceniące tę cechę są często bardziej konkurencyjni i asertywni. Wegetarianie szukają też nowych wyzwań, doznań wykraczających poza rutynę, cenią zmienność i przygody. Ponadto dążą do osobistego sukcesu, lubią mierzyć się z trudnościami i dobrze wykonywać postawione przed nimi zadania.
      Jednocześnie, i tutaj czeka nas drugie zaskoczenie, dla wegetarian życzliwość i dobroczynność są mniej ważne niż dla niewegetarian. Mniej też ważne były dla nich potrzeba stabilności i bezpieczeństwa oraz konformizm, potrzeba podporządkowania się normom społecznym.
      Wegetarianie stanowią mniejszość w wielu krajach, w tym w USA i Polsce, więc ich przynależność do grupy mniejszościowej jest aktem wyboru. Wegetarian można postrzegać jako członków wszystkożernej większości, którzy świadomie odrzucili dietę większości i wartości, które za tą dietą się kryją. Taka postawa powoduje też, że niektórzy członkowie społeczności uważają wegetarian za zagrożenie dla społeczeństwa i jego trybu życia. W obliczu takiej postawy oraz odrzucenia i krytyki, której niejednokrotnie wegetarianie doświadczają w otoczeniu, wartości wyznawane przez wegetarian muszą być szczególnie mocne. Widać to chociażby w fakcie, że wegetarianie uważają dietę za ważniejszą część swojej tożsamości niż osoby jedzące mięso. To zaś może sugerować, że decyzja o przejściu na wegetarianizm wiąże się z silnym przekonaniem oraz częściowym odrzuceniem konformizmu.
      Autor badań zauważa, że ich wyniki rodzą wiele nowych pytań. Warto na przykład zastanowić się, dlaczego silniejszy nacisk na życzliwość i tradycję zmniejsza szansę, że dana osoba jest wegetarianinem, a przykładanie większej wartości do władzy zwiększa te szanse. A być może jest tak, że ludzie najpierw zostają wegetarianami, a dopiero później zmienia się ich system wartości?
      Źródło: Rethinking vegetarianism: Differences between vegetarians and non-vegetarians in the endorsement of basic human values

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      W badaniach biomedycznych coraz ważniejszą rolę odgrywają układy organs-on-a-chip. To tkanki hodowane na układach mikroprzepływowych, które pozwalają, na przykład, na badanie wpływu leków na organizm czy interakcji pomiędzy organami. Układy takie mają poważną wadę. Tworzone na nich mini organy nie posiadają naczyń krwionośnych, co utrudnia prowadzenie wiarygodnych badań. Naukowcy z Uniwersytetu Technicznego w Wiedniu (TU Wien) i Keio University opracowali technologię szybkiego i powtarzalnego tworzenia naczyń krwionośnych za pomocą ultraszybkich impulsów laserowych.
      Jeśli chcesz badać, jak pewne leki są transportowane, metabolizowane i absorbowane w różnych tkankach, potrzebujesz sieci najdrobniejszych naczyń krwionośnych, wyjaśnia Alice Salvatori z Research Group 3D Printing and Biofabrication na TU Wien. Najlepiej by było utworzyć takie naczynia w hydrożelu. Utworzenie w nim niewielkich kanalików umożliwiłoby wzrost w nich komórek śródbłonka, które stanowią wyściółkę naczyń krwionośnych, i utworzenie w ten sposób struktury naśladującej działanie takich naczyń. Jednak poważnym wyzwaniem jest tutaj kontrolowanie kształtu i rozmiaru kanalików. Ich geometria różniła się między próbkami, co uniemożliwiało prowadzenie precyzyjnie kontrolowanych powtarzalnych doświadczeń.
      Uczeni z Austrii i Japonii wykazali, że za pomocą lasera femtosekundowego można szybko i w kontrolowany sposób utworzyć potrzebne struktury. Możemy stworzyć kanaliki oddalone od siebie zaledwie o 100 mikrometrów. To jest niezwykle potrzebne, jeśli chcemy oddać prawdziwe zagęszczenie naczyń krwionośnych w niektórych organach, mówi Aleksandr Ovsianikov, który nadzorował badania.
      Jednak nie chodzi tylko o zagęszczenie. Musi istnieć możliwość szybkiego tworzenia naczyń krwionośnych i muszą one pozostać stabilne gdy mikrokanaliki zostaną zasiedlone przez komórki. Wiemy, że komórki aktywnie zmieniają swoje środowisko. To może prowadzić do deformacji czy zapadnięcia się naczyń. Dlatego poprawiliśmy proces przygotowania materiału, wyjaśnia Salvadori.
      Naukowcy wykorzystali nie jedno-, a dwustopniowy proces przygotowywania hydrożelu. Był on podgrzewany w dwóch etapach w różnych temperaturach. To zmieniło jego strukturę i zapewniło mu większą stabilność. Dzięki temu naczynia krwionośne utworzone w takim materiale pozostały otwarte i utrzymały kształt w czasie. Nie tylko pokazaliśmy, że możliwe jest stworzenie naczyń krwionośnych, w których można przeprowadzić perfuzję. Pokazaliśmy coś ważniejszego: udowodniliśmy, że można je wytwarzać na masową skalę. Przygotowanie 30 kanalików zajmuje jedynie 10 minut, to co najmniej 60 razy szybciej niż przy użyciu innych technik, dodaje Ovsianikov.
      Co więcej, uczeni dowiedli, że ich sztuczne naczynia krwionośne zachowują się tak, jak naturalne. Tak samo reagowały na przykład na stan zapalny. Uczeni z Wiednia, we współpracy ze specjalistami z Keiko University, stworzyli też doskonałą replikę tkanki wątroby z odpowiednią siecią naczyń krwionośnych. Więcej o ich osiągnięciach przeczytamy na łamach pisma Biofabrication: Controlled microvasculature for organ-on-a-chip applications produced by high-definition laser patterning. Z kolei w artykule Advanced liver-on-chip model mimicking hepatic lobule with continuous microvascular network via high-definition laser patterning, opisano eksperymenty z użyciem nowej technologii.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Grupa izraelskich naukowców z Instytutu Weizmanna i Yale University przeprowadziła najszerzej na świecie zakrojone badania na temat wpływu ciąży na organizm kobiety i związanych z nią kosztów. Uczeni zgromadzili i przeanalizowali wyniki 44 miliony pomiarów fizjologicznych dokonanych u ponad 300 000 kobiet w obejmującym 140 tygodni okresie przed ciążą, w jej trakcie oraz po urodzeniu dziecka. Wyniki analiz zostały opublikowane na łamach Science Advances.
      Aby zbudować obraz typowej ciąży, podczas badań pod uwagę wzięto dane dostarczone przez Clalit, największego izraelskiego dostawcę usług zdrowotnych. Zawierały one informacje z lat 2003–2020 i dotyczyły zdrowych kobiet w wieku 20–35 lat. Jennifer Hall, specjalistka ds. zdrowia reprodukcyjnego z University College London mówi, że badania wskazują, iż połóg trwa znacznie dłużej, niż się przypuszcza. To biologiczny dowód, że organizm nie regeneruje się tak szybko, jak zakładają to oczekiwania społeczne, mówi uczona.
      Przeanalizowane dane dotyczyły, między innymi, stanu układu krwionośnego, metabolizmu, układu hormonalnego, odpornościowego, mięśniowo-szkieletowego, funkcjonowania wątroby i nerek. Informacje o stanie zdrowia i stanie organizmu kobiet pochodziły z badań krwi, moczu i innych testów laboratoryjnych.
      Badania pokazały, że organizm przeciętnej zdrowej kobiety znacznie dłużej dochodzi do siebie po ciąży, niż sądzono. W ciągu pierwszego miesiąca po urodzeniu dziecka jedynie około 47% wyników testów jest prawidłowych. Z tym, że na przykład żelazo stabilizuje się na niższym poziomie niż przed ciążą. Kolejnych 12% wyników testów normalizuje się w ciągu 4–10 tygodni po ciąży. Natomiast pozostały 41% badanych parametrów potrzebuje ponad 10 tygodni na powrót do stanu sprzed ciąży.
      Na przykład poziom kwasu foliowego wraca do normy dopiero 21 tygodni po porodzie, parametr wątrobowy AST (oznaczenie enzymu aminotransferazy asparaginianowej) stabilizuje się w 23. tygodniu po porodzie, a na prawidłowe wartości innego z parametrów wątrobowych – ALT (aminotransferaza alaninowa)  – trzeba czekać do 26. tygodnia. Kwas moczowy jest w normie dopiero około 32. tygodnia po porodzie, prawidłowe pH moczu testy zaczynają wskazywać po 35. tygodniu, poziom fosforu jest nieprawidłowy przez około 42 tygodnie po urodzeniu dziecka, a po ponad 55 tygodniach pojawiają się prawidłowe wyniki ALP (fosfataza alkaliczna), wskazujące na powrót do zdrowia kości.
      Nawet 80 tygodni po urodzeniu kilka testów wskazuje inne wartości niż przed zapłodnieniem. Te różnice dotyczą między innymi podwyższonych wartości wskaźnika zapalnego CRP, zmniejszonego poziomu żelaza i MCH (średnia masa hemoglobiny w krwince czerwonej). Różnice te mogą wynikać albo ze zmiany zachowań kobiety po urodzeniu i//lub był długotrwałymi fizjologicznymi skutkami ciąży. Odróżnienie od siebie tych dwóch czynników to istotne pytanie, na którego trzeba odpowiedzieć, stwierdzają autorzy badań.
      Odkryliśmy, że powrót do normy parametrów organizmu po urodzeniu dziecka różni się od przebiegu zmian, jakie zachodzą w organizmie w czasie ciąży. Adaptacja organizmu po urodzeniu dziecka to osobny proces fizjologiczny, a nie prosta odwrotność dynamiki ciąży, czytamy na lamach Science.
      Wyniki badań wskazują, że być może uda się jeszcze przed zajściem w ciążę identyfikować kobiety podatne na komplikacje ciążowe, takie jak stan przedrzucawkowy czy cukrzyca ciążowa. Obecnie są one diagnozowane dopiero w trakcie ciąży.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Badacze z QuTech (Uniwersytet Techniczny w Delft), we współpracy z Fujitsu i firmą Element Six, zaprezentowali działający zestaw bramek kwantowych, w których prawdopodobieństwo wystąpienia błędu wynosi poniżej 0,1%. Mimo, że całość wymaga jeszcze wiele pracy, tak niskie prawdopodobieństwo pojawienia się błędu jest jednym z podstawowych warunków prowadzenia w przyszłości powszechnych obliczeń kwantowych na dużą skalę.
      Skomplikowane obliczenia kwantowe wykonywane są za pomocą dużego ciągu podstawowych operacji logicznych prowadzonych na bramkach. Wynik takich obliczeń będzie prawidłowy pod warunkiem, że na każdej z bramek pojawi się minimalna liczba błędów, z którymi będą mogły poradzić sobie algorytmy korekty błędów. Zwykle uznaje się, że błędy nie powinny pojawiać się w więcej niż 0,1% do 1% operacji. Tylko wówczas algorytmy korekty będą działały właściwie i otrzymamy prawidłowy wynik końcowy obliczeń.
      Inżynierowie z QuTech i ich koledzy pracują z procesorami kwantowymi, które w roli kubitów wykorzystują spiny w diamentach. Kubity te składają się z elektronu i spinu powiązanego z defektami struktury krystalicznej diamentu. Defektem takim może być miejsce, w którym atom azotu zastąpił atom węgla w diamencie. Procesory takie działają w temperaturze do 10 K i są dobrze chronione przed zakłóceniami. Współpracują też z fotonami, co pozwala na stosowanie metod przetwarzania rozproszonego.
      Podczas eksperymentów wykorzystano system dwóch kubitów, jednego ze spinu elektronu w centrum defektu sieci krystalicznej, drugiego ze spinu jądra atomu w centrum defektu. Każdy z rodzajów bramek w takim systemie działał z odsetkiem błędów poniżej 0,1%, a najlepsze bramki osiągały 0,001%
      Żeby zbudować tak precyzyjne bramki, musieliśmy usunąć źródła błędów. Pierwszym krokiem było wykorzystanie ultraczystych diamentów, które charakteryzuje niska koncentracja izotopów C-13, będących źródłem zakłóceń, wyjaśnia główny autor badań, Hans Bartling. Równie ważnym elementem było takie zaprojektowanie bramek, by odróżniały kubity od siebie i od szumów tła. W końcu zaś, konieczne było precyzyjne opisanie bramek i zoptymalizowanie ich działania. Naukowcy wykorzystali metodę zwaną gate set tomography, która pozwala na dokładny opis bramek i operacji logicznych w procesorach kwantowych. Uzyskanie pełnej i precyzyjnej informacji o błędach na bramkach było niezwykle ważne dla procesu usuwania niedoskonałości i optymalizowania parametrów bramek, dodaje Iwo Yun.
      To jednak dopiero jeden, chociaż niezmiernie ważny, krok w kierunku wiarygodnego uniwersalnego komputera kwantowego. Nasz eksperyment został przeprowadzony na dwukubitowym systemie i wykorzystaliśmy konkretny rodzaj defektów sieci krystalicznej. Największym wyzwaniem jest utrzymanie i poprawienie jakości bramek w momencie, gdy trafią one do układów scalonych ze zintegrowaną optyką oraz elektroniką i będą pracowały ze znacznie większą liczbą kubitów, wyjaśnia Tim Taminiau, który nadzorował prace badawcze.
      Bramki zostały szczegółowo opisane na łamach Physical Review Applied.

      « powrót do artykułu
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...