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

Hydrożel przeprogramowuje komórki nowotworowe

Recommended Posts

Wiele terapii przeciwnowotworowych pozwala skutecznie usunąć guzy czy komórki nowotworowe. Problem jednak stanowią nowotworowe komórki macierzyste (CSC), które mogą się reprodukować i doprowadzić do nawrotu choroby. Stworzenie leków, które byłyby w stanie zidentyfikować i niszczyć CSC poprawiłoby efektywność leczenia przeciwnowotworowego.

CSC są obecne w guzach w bardzo małej liczbie, przez co trudno je odnaleźć. Dlatego też naukowcy z Uniwersytetu Hokkaido oraz japońskiego Narodowego Instytutu Badań nad Rakiem stworzyli nowatorski hydrożel, który – jak się okazało – błyskawicznie zmienia komórki nowotworowe w nowotworowe komórki macierzyste.

Żel zawiera dwie sieci polimerowe o różnych właściwościach mechanicznych. Pierwszą sieć tworzy sztywny żel polielektrolitowy, drugą zaś elastyczny naturalny żel polimerowy.

Nowatorski żel służy jako sztuczne mikrośrodowisko do wzbudzania reakcji w CSC. Główny autor badań, Shinya Tanaka mówi, że żel ten może stać się potencjalną bronią do zwalczania nowotworów i może mieć unikatowego zastosowania w medycynie regeneracyjnej.

Elastyczność żelu przypomina środowisko wymagane przez CSC, przez co może pobudzać macierzyste komórki nowotworowe do odnawiania się i tworzenia nowej generacji komórek macierzystych, co może ułatwić wykrywanie CSC, poprawić diagnostykę oraz umożliwić wytwarzanie zindywidualizowanych leków.

Naukowcy przeprowadzili testy efektywności swojego żelu. W tym celu hodowali w laboratorium linie komórek sześciu ludzkich nowotworów: mięsaka, nowotworu macicy, płuc, okrężnicy, pęcherza i mózgu. Okazało się, że zaledwie po 24 godzinach od nałożenia komórek na żel wszystkie komórki uformowały sferyczne struktury. Struktury zawierały one dużą liczbę CSC. Tymczasem w guzach pierwotnych komórki tego typu rzadko występują. Eksperyment wskazuje, że dzięki interakcji zróżnicowanych komórek nowotworowych z żelem dochodzi do ich przeprogramowania w nowotworowe komórki macierzyste.

Badacze dodatkowo zajęli się glejakiem, bardzo śmiertelnym złośliwym nowotworem mózgu. Po kontakcie z żelem komórki nowotworowe pobrane od czterech pacjentów bardzo szybko zmieniły się w CSC. Naukowcy zauważyli, że w komórkach tych doszło do bardzo intensywnej ekspresji proteiny Sox2, która odpowiada za przeprogramowywanie komórek nowotworowych. Odkrycie tego mechanizmu pozwala na lepsze zrozumienie działania żelu.

Obecnie japońscy naukowcy badają, w jaki sposób właściwości ich żelu wpływają na komórki, szczególnie zaś na tym, w jaki sposób jego właściwości chemiczne wpływają na proces przeprogramowywania komórek.


« 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
      Odpowiednio dobrane aminokwasy mogą zwiększyć skuteczność radioterapii niedrobnokomórkowego raka płuc, czytamy na łamach Molecules. Autorkami badań są uczone z Narodowego Centrum Badań Jądrowych, Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego oraz firmy Pro-Environment Polska. Pracowały one nad zwiększeniem skuteczności terapii borowo-neutronowej (BNCT).
      Terapia ta używana jest w leczeniu nowotworów szczególnie wrażliwych narządów, na przykład mózgu, i wykorzystuje cząsteczki zawierające bor do niszczenia komórek nowotworowych. Związki boru mają skłonność do gromadzenia się w komórkach nowotworowych. Gdy izotop boru-10 zostanie wystawiony na działanie neutronów o odpowiednich energiach, najpierw je pochłania, a następnie dochodzi do rozszczepienia jądra izotopu, czemu towarzyszy emisja promieniowania alfa. To promieniowanie krótkozasięgowe, które uszkadza DNA komórki, powodując jej śmierć. BNTC znajduje się nadal w fazie badań klinicznych, ale już wykazały one, że ta metoda leczenia będzie przydatna m.in. w walce z nowotworami skóry, tarczycy czy mózgu.
      Polskie uczone chciały zwiększyć skuteczność tej obiecującej metody leczenia. Chciały sprawdzić, czy wcześniejsze podanie odpowiednich aminokwasów może zwiększyć wchłanianie aminokwasowego związku boru przez komórki nowotworowe, nie zmieniając ich przyswajalności przez komórki zdrowe. Im bowiem więcej boru wchłoną komórki chore, tym większe promieniowanie alfa w komórkach nowotworowych w stosunku do komórek zdrowych, a zatem tym bezpieczniejsza terapia BNCT.
      W badaniu in vitro wykorzystaliśmy dwa rodzaje komórek: ludzkie komórki niedrobnokomórkowego raka płuc, A549, oraz prawidłowe fibroblasty płuc pochodzące od chomika chińskiego, V79–4. Komórki najpierw były narażane na L-fenyloalaninę lub L-tyrozynę. Po godzinie były eksponowane na 4-borono-L-fenyloalaninę (BPA), która jest związkiem zawierającym bor stosowanym w badaniach klinicznych nad BNCT. Badanie zawartości boru w komórkach poddanych działaniu aminokwasów i w komórkach referencyjnych przeprowadziłyśmy metodą analityczną wykorzystującą spektrometrię mas sprzężoną z plazmą wzbudzaną indukcyjnie, mówi główna autorka artykułu, doktorantka Emilia Balcer. Nasze wyniki są sygnałem, że istnieje wpływ L-aminokwasów na pobieranie BPA w komórkach zarówno nowotworowych, jak i prawidłowych. Opracowana przez nas metoda analityczna może pomóc w lepszym zrozumieniu mechanizmów działania związków boru oraz w stworzeniu bardziej skutecznych strategii terapeutycznych, jednak konieczne są dalsze badania w celu potwierdzenia tych wyników i bardziej szczegółowej charakteryzacji działających tu mechanizmów, dodaje uczona.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na Uniwersytecie Jagiellońskim powstał materiał, który może pomóc w dobudowaniu ubytków kostnych oraz służyć jako nośnik leków na osteoporozę. Jest on dziełem naukowców z Wydziału Chemii kierowanych przez profesor Marię Nowakowską. Nowy materiał ma postać hydrożelu, który wstrzykuje się w miejscu ubytku. Następnie dochodzi do jego zestalenia w temperaturze 37 stopni Celsjusza. Hydrożel trwale przyczepia się do tkanki kostnej i pełni rolę rusztowania, na którym w naturalny sposób tworzy się nowa tkanka wypełniająca ubytek.
      Hydrożel ma też dodatkową zaletę – może posłużyć jako nośnik podawanych miejscowo leków na osteoporozę. To zaś pozwala na uniknięcie ogólnoustrojowego podawania leków niosących ze sobą skutki uboczne oraz dalej możliwość aplikowania znacznie większych stężeń w bezpośrednie sąsiedztwo chorych tkanek.
      Komponenty naszego hydrożelu naśladują naturalny skład tkanki kostnej. Wśród jego składników jest między innymi kolagen, kwas hialuronowy oraz chitozan, czyli polisacharyd o udowodnionych właściwościach antybakteryjnych, przeciwzapalnych i przeciwbólowych. Oprócz tego w jego skład wchodzi kluczowy składnik nieorganiczny. Jest nim syntetyzowany przez nas układ cząstek krzemionki dekorowanych hydroksyapatytem, który w hydrożelu i projektowanej terapii pełni kilka istotnych i pożytecznych funkcji. Składowe hydrożelu, po jego wstrzyknięciu, już w organizmie, wiążą się ze sobą wiązaniami kowalencyjnymi. Właściwość ta pozwala podać hydrożel nieinwazyjną drogą a cały materiał zachowuje swoją funkcjonalność, ponieważ nie ulega niekontrolowanej degradacji, opisuje działanie hydrożelu doktor Joanna Lewandowska-Łańcucka.
      Naukowcy z UJ przeprowadzili już wstępne badania na modelu mysim. Wykazały one, że hydrożel nie jest toksyczny. Naukowcy zauważyli też, że miejscu wstrzyknięcia powstają włosowate naczynia krwionośne, co stanowi podstawę do obudowania się tkanki kostnej. Hydrożel ulega stopniowej powolnej degradacji. Po 60 dniach od podania wciąż były widoczne jego resztki. Z kolei podczas badań in vitro stwierdzono, że podany w hydrożelu lek jest uwalniany stopniowo, co może zwiększyć skuteczność terapii.
      Pierwsze testy hydrożelu na liniach komórkowych i modelach zwierzęcych wypadły bardzo obiecująco. Na razie planujemy przeznaczyć ten materiał do projektowania terapii mniejszych ubytków kostnych, spowodowanych przede wszystkim osteoporozą, ale również różnego rodzaju urazami czy ubytków, jakie powstają na przykład w wyniku operacji neurologicznych. Materiał
      powinien więc zainteresować szerokie grono lekarzy reumatologów, ortopedów, jak również neurologów i stomatologów, dodaje doktor Gabriela Konopka-Cupiał, dyrektor CITTRU – Centrum Transferu Technologii UJ.
      Teraz naukowcy poszukują inwestorów, którzy wezmą udział w rozwoju wynalazku oraz zaangażują się w badania kliniczne.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wypróbowaliśmy prosty pomysł: co by było, gdybyśmy wzięli komórki nowotworowe i zmienili je w zabójców nowotworów oraz szczepionki przeciwnowotworowe, mówi Khalid Shah z Brigham and Women's Hospital i Uniwersytetu Harvarda. Za pomocą inżynierii genetycznej zmieniamy komórki nowotworowe w lek, który zabija guzy nowotworowe oraz stymuluje układ odpornościowy, by zarówno niszczył guzy pierwotne, jak i zapobiegał nowotworom, dodaje uczony. Prowadzony przez niego zespół przetestował swoją szczepionkę przeciwnowotworową na mysimi modelu glejaka wielopostaciowego.
      Prace nad szczepionkami przeciwnowotworowymi trwają w wielu laboratoriach na świecie.Jednak Shah i koledzy podeszli do problemu w nowatorski sposób. Zamiast wykorzystywać dezaktywowane komórki, przeprowadzili zmiany genetyczne w żywych komórkach, które charakteryzują się tym, że pokonują one w mózgu duże odległości, by powrócić do guza, z którego pochodzą. Dlatego też Shah wykorzystali technikę CRISPR-Cas9 i zmienili te komórki tak, by uwalniały środek zabijający komórki nowotworowe. Ponadto zmodyfikowane komórki prezentują na swojej powierzchni czynniki, dzięki którym układ odpornościowy uczy się je rozpoznawać, dzięki czemu na długi czas jest gotowy do wyszukiwania i zabijania komórek nowotworowych.
      Komórki takie zostały przetestowane na różnych liniach komórkowych pobranych od ludzi, w tym na komórkach szpiku, wątroby i grasicy. Naukowcy wbudowali też w zmodyfikowane komórki specjalny bezpiecznik, który w razie potrzeby może zostać aktywowany, zabijając komórkę.
      Przed badaczami jeszcze długa droga zanim powstanie szczepionka, którą można będzie przetestować na ludziach. Już teraz zapewniają jednak, że ich metodę badawczą można zastosować również do innych nowotworów, nie tylko do glejaka wielopostaciowego.
      Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach Science Translational Medicine.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W kręgu triasowego płaza Metoposaurus krasiejowensis, którego szczątki znaleziono w Krasiejowie koło Opola, odkryto ślady nowotworu. Międzynarodowy zespół naukowy prowadzony przez doktora Dawida Surmika z Uniwersytetu Śląskiego zbadał kręg znajdujący się w zbiorach Instytutu Paleobiologii PAN. Naukowcy zidentyfikowali narośl obrastającą znaczną część kręgu i postanowili przyjrzeć się jej bliżej.
      Wykorzystali w tym celu promieniowanie rentgenowskie, które ujawniło, że narośl występuje nie tylko na zewnątrz, ale wnika w głąb kości. Stało się jasne, że to nowotwór złośliwy. Przygotowali się odpowiedni preparat, który mogli zbadać pod mikroskopem. Szczególną uwagę zwrócili na kontakt pomiędzy częścią zdrową, a zmienioną chorobowo. Okazało się, że żyjący 210 milionów lat temu zwierzę cierpiało na kostniakomięsaka. To jeden z najstarszych zidentyfikowanych przykładów raka, a jednocześnie najlepiej udokumentowany nowotwór u prehistorycznego zwierzęcia.
      Badany okaz jest bardzo interesujący, gdyż mamy tutaj udokumentowany przypadek zaawansowanego nowotworu kości u wymarłej grupy zwierząt, spokrewnionej z czworonogami, o których sądzi się, że są odporne na nowotwory. To przypadek dobrze udokumentowanego kostniakomięsaka – rzadkiego nowotworu kości – i jego występowania w późnym triasie, czytamy w artykule opublikowanym na łamach BMC Ecology and Evolution.
      Co więcej, autorzy badań podkreślają, że ich wyniki wspierają organicystyczny pogląd na powstawanie nowotworów (TOFT – Tissue Organization Field Theory). To hipoteza mówiąca, że przyczyną powstawania nowotworów nie są – w uproszczeniu – mutacje genetyczne w pojedynczej komórce, a zaburzenia architektury tkanek, co w konsekwencji prowadzi do zaburzeń komunikacji międzykomórkowej i międzytkankowej. Takie zaburzenia w komunikacji dotyczące np. polaryzacji błony komórkowej i w konsekwencji zaburzeń w transporcie jonów, ma prowadzić m.in. do rozwoju nowotworów.
      Z tego też powodu Surmik i jego zespół uważają, że paleontolodzy powinni zwracać szczególną uwagę na wszelkie nieprawidłowości w kościach skamieniałych zwierząt kopalnych, które mogą wskazywać na rozwój nowotworów. Kości takie powinny następnie stanowić przedmiot badań onkologii porównawczej.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Guzy nowotworowe zawierają wiele różnych gatunków grzybów, donoszą naukowcy z izraelskiego Instytutu Naukowego Weizmanna oraz Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego (UCSD). Autorzy badań, których wyniki opublikowano w piśmie Cell, uważają, że odkrycie grzybów wewnątrz guzów może potencjalnie przydać się podczas diagnostyki nowotworów poprzez testy krwi, nie można też wykluczyć, że będzie ono pomocne w czasie leczenia.
      Naukowcy z Izraela i USA poszukiwali grzybów w ponad 17 000 próbek tkanek i krwi pobranych od pacjentów z 35 rodzajami nowotworów. Odkryli, że grzyby występują we wszystkich badanych rodzajach nowotworów. Najczęściej ukrywały się wewnątrz komórek nowotworowych lub wewnątrz komórek układu odpornościowego obecnych w guzach.
      Autorzy badań zauważyli też liczne korelacje pomiędzy konkretnym gatunkiem grzyba w guzie nowotworowym, a warunkami związanymi z leczeniem nowotworu. Okazało się na przykład, że osoby chorujące na raka piersi, w których guzach występuje Malassezia globosa – grzyb zwykle występujący na skórze – mają mniejsze szanse na przeżycie, niż osoby, u których Malassezia globosa nie występuje. Ponadto specyficzne gatunki grzybów były częściej znajdowane w guzach raka piersi starszych pacjentów, niż młodszych, w guzach nowotworowych płuc u palących niż u niepalących, a w guzach czerniaka nie reagujących na immunoterapię częściej, niż w reagujących.
      Zdaniem profesora Ravida Straussmana z Wydziału Biologii Molekularnej Komórki Instytutu Weizmanna, spostrzeżenia te wskazują, że obecność grzybów to nowy niebadany dotychczas obszar onkologii. Dzięki tym odkryciom powinniśmy lepiej zrozumieć potencjalny wpływ grzybów na guza i ponownie przyjrzeć się temu, co wiemy na temat nowotworów z punktu widzenia ich „mikrobiomu”, stwierdza uczony.
      Nie od dzisiaj wiemy, że w guzach obecne są też bakterie. Autorzy najnowszych badań przyjrzeli się również im i stwierdzili, że w guzach istnieją typowe „huby” obu mikroorganizmów. Na przykład dla guzów, w których obecne są grzyby z rodzaju Aspergillus, typowe są inne bakterie, niż dla guzów, gdzie występują grzyby z rodzaju Malassezia. Odkrycie tych „hubów” może mieć olbrzymie znaczenie, gdyż występowanie bakterii i grzybów w guzach jest skorelowane zarówno z podatnością guza na leczenie, jak i z szansami pacjenta na przeżycie.
      Badania te rzucają nowe światło na złożone środowisko biologiczne guzów, a przyszłe badania pokażą nam, w jaki sposób grzyby wpływają na rozrost nowotworu, mówi współautor badań, profesor Yitzhak Pilpel. Fakt, że grzyby znajdujemy nie tylko w komórkach nowotworowych, ale też w komórkach odpornościowych pokazuje, że w przyszłości prawdopodobnie odkryjemy, że grzyby wywierają jakiś wpływ nie tylko na komórki nowotworowe, ale też na odpornościowe i ich aktywność, dodaje uczony.
      Obecność grzybów w komórkach nowotworowych to z jednej strony niespodzianka, a z drugiej strony coś, co można było przewidzieć. To niespodzianka, gdyż nie wiemy, jaką drogą grzyby dostają się do guzów w różnych częściach ciała. Jest to jednak coś, czego należało się spodziewać, gdyż pasuje do zdrowego mikrobiomu całego organizmu, w tym mikrobiomu jelit, ust czy skóry, gdzie bakterie i grzyby wchodzą w interakcje, tworząc złożone społeczności, mówi profesor Rob Knight z UCSD.
      Naukowcy badali też krew pod kątem DNA grzybów i bakterii. Uzyskane wyniki sugerują, że pomiary DNA mikroorganizmów we krwi mogą pomóc we wczesnym wykryciu nowotworu, gdyż w krwi osób z nowotworami i osób zdrowych występują różne sygnatury tego DNA, wyjaśnia doktor Gregory Sepich-Poore.
      Nauka szacuje, że na Ziemi istnieje ponad 6 milionów gatunków grzybów. Są one obecne w każdym zakątku planety. Dotychczas udało się zidentyfikować około 148 000 gatunków z czego zaledwie kilkaset zamieszkujących organizm człowieka.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...