Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Niewielka firma biotechnologiczna ze stanu Colorado rozpoczęła prace nad poszukiwaniem nowych leków zapobiegających chorobom serca. Ma w tym pomóc analiza fizjologii pytonów - zwierząt posiadających niezwykłe zdolności regulowania pracy tego niezwykle ważnego mięśnia.

Badania prowadzi firma Hiberna Corporation zlokalizowana w mieście Boulder. Jej przedstawiciele podpisali właśnie kontrakt z Biurem Transferu Technologii Uniwersytetu Colorado, na mocy którego uczelnia pomoże finansować badania nad niezwykłymi właściwościami pytonów. Węże te, podobnie jak wiele innych dusicieli, jest w stanie drastycznie "przestawić" swój metabolizm na czas trawienia pokarmu. Naukowcy zaobserwowali, że te niezwykłe gady potrafią po posiłku powiększyć własne serce w ciągu zaledwie kilku dni aż o 60 procent i zwiększyć tempo metabolizmu aż czterdziestokrotnie, a następnie, po zakończeniu procesu trawienia, przywrócić oba te parametry do stanu wyjściowego.

Jak tłumaczy badająca pytony prof. Leslie Leinwand z Uniwersytetu Colorado, umiejętne naśladowanie ich fizjologii mogłoby pomóc ludziom walczyć z chorobami układu krążenia. Chodzi tu głównie o zapobieganie przerostowi serca, czyli powiększeniu jego komórek oraz pogrubieniu ścian. Zmiana ta jest naturalną adaptacją do zwiększonego obciążenia układu krwionośnego, lecz jeśli posunie się zbyt daleko (ma to miejsce np. w przypadku nadciśnienia tętniczego), powoduje pomniejszenie objętości komór i przedsionków serca oraz związane z tym upośledzenie jego pracy.

W swoich badaniach prof. Leinwand skupiła się na chorobie genetycznej zwanej kardiomiopatią przerostową (ang. hypertrophic cardiomyopathy - HCM). Choroba ta, dotykająca około jednej na pięćset osób dorosłych, objawia się pogrubieniem włókien mięśniowych i wywołaną przez to zmianą kształtu całego serca. Efektem zaburzenia jest osłabienie kurczliwości mięśnia sercowego i w efekcie - upośledzenie krążenia krwi. Warto wspomnieć, że HCM jest najczęstszą przyczyną nagłej śmierci wśród młodych sportowców.

W 2006 roku prof. Leinwand otrzymała grant badawczy w wysokości miliona dolarów na prowadzenie swoich badań nad pytonami birmańskimi. Celem analiz było zidentyfikowanie genów odpowiedzialnych za niezwykłe zdolności adaptacyjne gadów. Trzeba przyznać, że opisywane przez badaczkę cechy zwierzęcia robią wrażenie: pytony są w stanie zjeść pokarm ważący tyle samo, co one same, za jednym razem. W związku z tym ich metabolizm musi być zdolny do gwałtownych reakcji. Po posiłku stężenie insuliny we krwi u węża wzrasta czterdziestokrotnie, zaś trójglicerydów - aż stukrotnie. Tak radykalne zmiany z łatwością pozbawiłyby człowieka życia. Co więcej, podczas odpoczynku ich mięśnie (nie licząc mięśnia sercowego, który wraca do pierwotnego rozmiaru w ciągu zaledwie paru dni) niemal nie tracą na masie, co również jest rzadkością w świecie ożywionym. Odkrycie procesów odpowiedzialnych za to zjawisko mogłoby znacznie pomóc w prewencji wyniszczenia związanego z wieloma chorobami, takimi jak AIDS czy nowotwory.

Hiberna Corporation otrzymała wsparcie finansowe w wysokości stu tysięcy dolarów na prowadzenie swoich badań. Firma realizuje obecnie projekt sekwencjonowania genomu pytona birmańskiego. Wcześniej przedstawiciele przedsiębiorstwa badali inne zwierzęta, m.in. arktyczne wiewiórki ziemne, również charakteryzujące się niezwykłymi zdolnościami manipulacji pracą własnego serca. W czasie hibernacji ich serce, bijące normalnie z częstotliwością dwustu uderzeń na minutę, spowalnia do zaledwie dwóch uderzeń na minutę. Niestety do dziś nie powstał żaden lek oparty bezpośrednio o wyniki opisywanych badań. Miejmy nadzieję, że tym razem badacze będą mieli więcej szczęścia.

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 Harvarda i Emory University stworzyli pierwszą w pełni autonomiczną biohybrydową „rybę” zbudowaną z komórek ludzkiego mięśnia sercowego. Urządzenie pływa naśladując kurczenie się mięśni pracującego serca. To krok w kierunku zbudowania sztucznego serca z mięśni i stworzenia platformy do badania takich chorób, jak arytmia.
      Naszym ostatecznym celem jest zbudowanie sztucznego serca, które mogłoby zastąpić nieprawidłowo rozwinięte serce u dzieci, mówi profesor Kit Parker z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS). Większość prac związanych ze stworzeniem tkanki mięśniowej lub serca, w tym część prac prowadzonych przez nas, skupia się na skopiowaniu pewnych funkcji anatomicznych lub uzyskaniu prostego rytmu serca w sztucznej tkance. Tutaj zaś zaczynamy inspirować się biofizyką serca, co jest znacznie trudniejsze. Za wzór nie bierzemy samej budowy serca, a biofizyczne podstawy jego funkcjonowania. To je wykorzystaliśmy jako punkt wyjścia naszej pracy.
      Naukowcy wykorzystali kardiomiocyty – komórki mięśnia sercowego odpowiadające za kurczenie się – i inspirowali się kształtem danio pręgowanego oraz ruchami, jakie wykonuje podczas pływania.
      W przeciwieństwie do innych urządzeń, ogon biohybrydy składa się z dwóch warstw komórek. Gdy te po jednej stronie się kurczą, po drugiej stronie rozciągają się. Rozciągnięci prowadzi do otwarcia kanału białkowego, który z kolei prowadzi do kurczenia się i proces się powtarza. W ten sposób powstał system napędzający „rybę” przez ponad 100 dni.
      Wykorzystując mechaniczno-elektryczne sygnały pomiędzy dwoma warstwami komórek, odtworzyliśmy cykl, w którym każdy skurcz automatycznie wywołuje reakcję w postaci rozciągania się strony przeciwnej. To pokazuje, jak ważne jest sprzężenie zwrotne w mechanizmie działania pomp mięśniowych, takich jak serce, stwierdza główny autor badań, doktor Keel Yong Lee z SEAS.
      Naukowcy zaprojektowali też autonomiczny moduł kontrolny, który na podobieństwo rozrusznika serca kontroluje częstotliwość i rytm spontanicznych ruchów komórek. Dzięki współpracy dwóch warstw komórek oraz modułu kontrolnego uzyskano ciągły, spontaniczny i skoordynowany ruch płetwy ogonowej w przód i w tył.
      Co więcej, działanie sztucznej ryby poprawia się z czasem. W ciągu pierwszego miesiąca, w miarę dojrzewania kardiomiocytów, poprawiła się amplituda ruchów, maksymalne tempo pływania oraz koordynacja mięśni. W końcu biohybryda pływała równie szybko i efektywnie jak prawdziwy danio pręgowany.
      Teraz naukowcy przymierzają się do zbudowania bardziej złożonych biohybryd z komórek ludzkiego serca. To, że potrafię zbudować z klocków model serca, nie oznacza, że potrafię zbudować serce. Można na szalce Petriego wyhodować komórki komórki nowotworowe aż utworzą tętniącą grudkę i nazwać to organoidem. Jednak nic z tego nie oddaje fizyki systemu, który w czasie naszego życia kurczy się ponad miliard razy, a jednocześnie w locie odbudowuje swoje komórki. To jest prawdziwe wyzwanie. I tam właśnie chcemy dojść, mówią uczeni.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      University of Maryland Medical Center informuje o przeprowadzeniu pierwszego w historii udanego przeszczepu serca świni człowiekowi. Biorcą przeszczepu był 57-letni mężczyzna z terminalną chorobą serca, dla którego tego typu zabieg był jedyną opcją terapeutyczną. Po raz pierwszy w historii serce genetycznie zmodyfikowanej świni zostało przeszczepione człowiekowi i nie doszło do natychmiastowego odrzucenia.
      Mam wybór, albo umrzeć, albo poddać się temu przeszczepowi. Chcę żyć. Wiem, że to strzał na oślep, ale to moja jedyna szansa, mówił David Bennett na dzień przed zabiegiem. Mężczyzna był wielokrotnie hospitalizowany.
      FDA (Food and Drug Agency) wydała nadzwyczajną zgodę na przeprowadzenie zabiegu w ostatnim dniu ubiegłego roku. O zgodę taką można starać się w odniesieniu do eksperymentalnych produktów medycznych – w tym wypadku genetycznie zmodyfikowanego świńskiego serca – gdy ich wykorzystanie jest jedyną dostępną opcją u pacjenta z zagrażającą życiu chorobą.
      To przełomowy zabieg, który przybliża nas do momentu rozwiązania problemu z brakiem organów do przeszczepu. Po prostu nie ma tylu dawców z nadającymi się do przeszczepu sercami, by zaspokoić długą listę oczekujących, mówi główny operator profesor Bartley P. Griffith. Postępujemy bardzo ostrożnie, ale też jesteśmy pełni nadziei, że ten pierwszy w historii zabieg da w przyszłości szansę pacjentom.
      Profesor Griffith ściśle współpracował z profesorem Muhammadem M. Mohiuddinem, jednym z najlepszych na świecie specjalistów od przeszczepów organów zwierzęcych (ksenotransplantacji), który dołączył do University of Maryland przed pięcioma laty i wraz z prof. Griffinem stworzyli Cardiac Xenotransplantation Program. To kulminacja wieloletnich bardzo złożonych badań i doskonalenia techniki na zwierzętach, które przeżyły z organem obcego gatunku ponad 9 miesięcy. FDA wykorzystała nasze dane i dane na temat eksperymentalnej świni podczas procesu autoryzowania przeszczepu, mówi Mohiuddin.
      Ksenotransplantacje mogą uratować tysiące ludzi, ale wiążą się z ryzykiem wystąpienia niebezpiecznej reakcji układu odpornościowego biorcy. Może dojść do gwałtownego natychmiastowego odrzucenia i śmierci pacjenta.
      Pierwsze ksenotransplantacje były przeprowadzane już w latach 80. XX wieku, ale w dużej mierze porzucono je po słynnym przypadku Stephanie Fae Beauclair. Dziewczynka urodziła się ze śmiertelną wadą serca, przeszczepiono jej serce pawiana, jednak dziecko zmarło miesiąc później w wyniku reakcji układu odpornościowego. Od wielu jednak lat w kardiochirurgii z powodzeniem wykorzystuje się świńskie zastawki serca.
      Pan Bennett trafił do szpitala na sześć tygodni przed zabiegiem. Został wówczas podłączony do ECMO. Nie kwalifikował się do tradycyjnego przeszczepu, a z powodu arytmii nie mógł mieć wszczepionego sztucznego serca.
      Oprócz eksperymentalnej procedury pacjentowi podawany jest też, obok tradycyjnych środków, eksperymentalny lek zapobiegający odrzuceniu przeszczepu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zwykle węże połykają swoje ofiary w całości. Wąż Oligodon fasciolatus wyewoluował jednak inną makabryczną strategię. Podczas badań w Tajlandii naukowcy udokumentowali 3 sytuacje, gdy O. fasciolatus rozpruwały żywcem ropuchy Duttaphrynus melanostictus i wyrywały im narządy wewnętrzne. Wyniki badań zespołu Henrika Bringsøe ukazały się w piśmie Herpetozoa.
      O. fasciolatus rozrywały brzuch ofiary zębami, a potem wkładały do środka całą głowę. Ropuchy usiłowały się wyrwać i uniknąć wypatroszenia, ale za każdym razem ich próby okazywały się daremne.
      Wg naukowców, strategia O. fasciolatus może być związana z tym, że ropuchy D. melanostictus uwalniają z gruczołów zausznych silną toksynę. Niewykluczone więc, że węże zaczęły stosować brutalną strategię żerowania, by uniknąć otrucia.
      Jeden z opisanych przypadków miał miejsce w 2016 r., reszta w br. W 2016 r. w momencie pojawienia się obserwatorów ropucha była już martwa, ale teren wokół pokrywała krew, co oznacza, że ropucha zginęła po walce. Wąż dostał się do środka przez ranę pod lewą przednią kończyną. Wsadził do środka głowę i systematycznie usuwał narządy wewnętrzne. Pocięte na mniejsze kawałki połykał. W kwietniu 2020 r. rozegrała się bitwa, która trwała niemal 3 godziny. Nim pojawili się naukowcy, O. fasciolatus zdążył już wsadzić głowę do wnętrza ropuchy. Mimo urazu D. melanostictus przesuwała się w kierunku bajorka. Zatrzymała się dopiero na brzegu. W pewnym momencie wąż wysunął łeb; prawdopodobnie chciał zaczerpnąć powietrza. Ropucha spryskała go toksyczną wydzieliną; jej część wylądowała na głowie drapieżnika. Poza tym pewna ilość cieczy spłynęła z ropuchy, skapując na głowę i do oczu węża. D. melanostictus zdołała wtedy odskoczyć. Wąż ocierał głowę o podłoże, m.in. o opadłe liście, próbując pozbyć się toksyny. Uciekł pod stertę drewna. Po 10 min wypełzł i ponownie udał się w pościg za ropuchą. Ropucha przemieściła się 2,5 m w kierunku bajorka, ale wąż chwycił ją za tylną kończynę. Gdy toksyczna wydzielina pojawiła się w okolicy grzbietowej ropuchy, jej część ponownie dostała się do oczu napastnika, który znów wycofał się i zaczął się czyścić. W tym czasie ropucha wskoczyła do wody. Wypłynęła na brzeg i przez pół godziny próbowała się chować pod kłodą. W tym czasie O. fasciolatus również przebywał pod pobliską kłodą, ciągle próbując się oczyścić. Później zaatakował ostatni raz. Przez utworzoną wcześniej ranę wyrwał zapadnięte płuco, tkankę mięśniową i prawdopodobnie tkankę tłuszczową D. melanostictus. Choć ofiara się nie ruszała, nadal oddychała. Metoda ekstrahowania i połykania narządów była taka sama, jak zaobserwowana w 2016 r. W czerwcu 2020 r. wąż obrał na cel środek brzucha. Myśliwy naciął skórę, by zyskać dostęp do organów wewnętrznych. Następnie porzucił zdobycz, aby pojawić się ponownie po ok. 5 godz. i zakończyć żerowanie na narządach martwej ropuchy.
      W czwartym opisanym przez zespół przypadku dorosły wąż zaatakował mniejszy okaz ropuchy. Tym razem D. melanostictus została jednak połknięta w całości. Dlaczego? Tego na razie nie wiadomo. Jedna z hipotez jest taka, że mniejsze ropuchy są mniej toksyczne od dorosłych egzemplarzy. Z drugiej strony badacze dopuszczają wyjaśnienie, że węże są oporne na toksynę ropuchy, a przyczyną zachowania zaobserwowanego w pozostałych 3 przypadkach są gabaryty dorosłych ropuch (nie da się ich połknąć w całości).
      Obecnie nie możemy odpowiedzieć na te pytania, ale kontynuujemy obserwacje i raportowanie na temat tych fascynujących węży. Mamy nadzieję, że odkryjemy kolejne interesujące aspekty ich biologii - podsumowuje Bringsøe.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Choroby układu krążenia są główną przyczyną zgonów na świecie. Lepsze zrozumienie mechanizmów tych chorób pozwoliłoby na uratowanie wielu ludzi. Niezbędnym elementem jest tutaj zaś zrozumienie procesów molekularnych zachodzących w komórkach zdrowego serca. Naukowcy stworzyli właśnie wielką szczegółową mapę zdrowego mięśnia sercowego.
      Mapa powstała w ramach wielkiej inicjatywy Human Cell Atlas, której celem jest opisanie każdego typu komórek znajdujących się w ludzkim organizmie. Autorzy atlasu serca przeanalizowali niemal 500 000 indywidualnych komórek. Dzięki temu powstał najbardziej szczegółowy opis ludzkiego serca. Pokazuje on olbrzymią różnorodność komórek i ich typów. Jego autorzy scharakteryzowali sześć regionów anatomicznych serca. Opisali, w jaki sposób komórki komunikują się ze sobą, by zapewnić działanie mięśnia sercowego.
      Badania przeprowadzono na podstawie 14 zdrowych ludzkich serc, które uznano za nienadające się do transplantacji. Naukowcy połączyli techniki analizy poszczególnych komórek, maszynowego uczenia się oraz techniki obrazowania, dzięki czemu mogli stwierdził, które geny były aktywne, a które nieaktywne w każdej z komórek.
      Uczonym udało się zidentyfikować różnice pomiędzy komórkami w różnych regionach serca. Stwierdzili też, że w każdym obszar mięśnia sercowego zawiera specyficzny dla siebie zestaw komórek, co wskazuje, że różne obszary serca mogą różnie reagować na leczenie.
      Projekt ten to początek nowego sposobu rozumienia budowy serca na poziomie komórkowym. Dzięki lepszemu poznaniu różnic pomiędzy różnymi regionami serca możemy zacząć rozważać wpływ wieku, trybu życia oraz chorób i rozpocząć nową epokę w kardiologii, mówi współautor badań Daniel Reichart z Harvard Medical School.
      Po raz pierwszy tak dokładnie przyjrzano się ludzkiemu sercu, dodaje profesor Norbert Hubner z Centrum Medycyny Molekularnej im. Maxa Delbrücka. Poznanie pełnego spektrum komórek serca i ich aktywności genetycznej są niezbędne do zrozumienia sposobu funkcjonowania serca oraz odkrycia, w jaki sposób reaguje ono na stres i choroby.
      Ze szczegółami badań można zapoznać się w artykule Cells of the adult human heart, opublikowanym na łamach Nature.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      David Tate z Laceys Creek w Queensland znalazł po powrocie do domu 2 węże, które wpadły do środka przez dziurę w dachu; jeden pełzał tuż przy frontowych drzwiach, drugi po sypialni. Wydaje się, że dwa samce Morelia spilota mcdowelli walczyły o samicę (tej jednak nie znaleziono) i sufit nie wytrzymał ich ciężaru.
      Jak podkreśla Steven Brown, łapacz węży (Brisbane North Snake Catchers and Relocation), węże miały wyjątkowe rozmiary: mierzyły 2,8 i 2,5 m.
      Tate podkreślił, że widział wcześniej pytony wygrzewające się w słońcu na dachu. Gdy wróciłem do domu, na kuchennym stole leżał pokaźny fragment sufitu - powiedział Australijczyk w wywiadzie udzielonym The Courier-Mail.
      Zorientowawszy się w sytuacji, mężczyzna zadzwonił po łapacza węży. Nie chciałem ich, oczywiście, dotykać.
      Brown, który niezamierzenie zyskał międzynarodową sławę, zamieścił fotorelację z interwencji na swoim profilu na Facebooku.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...