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

"Plaster miodu" odbuduje serce?

Recommended Posts

Opracowany w MIT wynalazek rodzi nadzieję na zwiększenie skuteczności rekonstrukcji mięśnia sercowego. Dzięki jego wykorzystaniu do wspomagania terapii z wykorzystaniem komórek macierzystych odbudowa narządu może stać się naprawdę prostą procedurą.

Zasada działania mikroskopijnego urządzenia jest bardzo prosta. Przypomina ono skrzyżowanie rusztowania z plastrem miodu, a jego celem jest stworzenie matrycy, na której można hodować komórki macierzyste lub komórki mięśnia sercowego (kardiomiocyty). Mogą one zostać wykorzystane do odbudowania uszkodzeń organu powstałych np. w wyniku zawału lub wrodzonych defektów. 

Wynalazek ekspertów z MIT jest pierwszą tego typu konstrukcją zaprojektowaną z myślą o dostosowaniu do charakterystyki tkanki budującej ściany serca. Oprócz wielu innych jego zalet niezwykle istotna jest zdolność do stopniowej biodegradacji, dzięki czemu po pewnym czasie od zakończenia "łatania" ubytku dochodzi do całkowitego zaniku ciała obcego. Pozwala to na przywrócenie kardiomiocytom optymalnych warunków życia, maksymalnie zbliżonych do naturalnych.

Lisa E. Freed, jedna z badaczek związanych z badaniami, tłumaczy: w dalszej perspektywie chcielibyśmy mieć do dyspozycji całą gamę rusztowań dostosowanych do różnych rodzajów tkanki, które potrzebowalibyśmy naprawić. Jak tłumaczy, każde z nich miałoby unikalne właściwości strukturalne i mechaniczne, dzięki czemu proces regeneracji zachodziły w sposób optymalny dla danego organu.

Sekretem rusztowania jest jego dostosowanie do tzw. kierunkowości komórek serca, czyli charakterystycznego sposobu ich ułożenia w sposób zapewniający kurczenie się komór wyłącznie w określonych kierunkach. Dotychczasowe rozwiązania nie posiadały tej cechy lub wymagały przyłożenia prądu elektrycznego do wywołania odpowiednich zmian kształtu. Sprawiało to, że stopień integracji implantu z mięśniem sercowym był stosunkowo niski, a fizjologia skurczu była upośledzona.

Eksperymenty przeprowadzone na komórkach szczurzych noworodków wykazały, że możliwe jest przeniesienie komórek do wnętrza oczek siatkowatego rusztowania. Po zasiedleniu matrycy, komórki wykazywały prawidłowe cechy fizjologiczne, a także wspomnianą wcześniej kierunkowość.

Autorzy wynalazku podkreślają, że wciąż wymaga on dopracowania. Badacze przyznają m.in., że matryca jest zbyt cienka, by pozwolić na rekonstrukcję mięśnia sercowego na całej jego grubości. Na szczęście trwają jednak intensywne prace nad dalszymi udoskonaleniami unikalnego implantu.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jak tak sobie czytam te nowinki to zaczynam się zastanawiam czy powinienem żyć zdrowo czy mieć wszystko gdzieś i zacząć jeść wszystkie syfy, palić, ćpać i niczym się nie przejmować.  :D

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
      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
      System inspirowany klockami lego może usprawnić naprawę kości i tkanek miękkich. Drukowane w 3D elementy stanowią rusztowanie. Wielkość każdego z nich to ok. 15 mm3. Zgłoszone w urzędzie patentowym [modułowe] rusztowanie jest łatwe w zastosowaniu; klocki mogą być składane jak lego i budowane w niezliczonych konfiguracjach (w grę wchodzi więc dopasowanie do stopnia złożoności i wielkości danego uszkodzenia) - opowiada dr Luiz Bertassoni z Oregon Health & Science University (OHSU).
      Naukowcy podkreślają, że poskładane "mikroklatki" pozwalają na lepszą naprawę kości niż dotychczasowe metody. Obecnie chirurdzy ortopedzi naprawiają złożone złamania, implantując stabilizujące metalowe pręty i płytki. Później wykorzystują biokompatybilne rusztowania z proszkami lub pastami sprzyjającymi gojeniu.
      W nowym systemie bloczki z zagłębieniami można wypełnić niewielką ilością żelu z różnymi czynnikami wzrostu i precyzyjnie umieścić jak najbliżej miejsca, gdzie są potrzebne. Badania zademonstrowały, że w porównaniu do zastosowania tradycyjnych materiałów rusztowaniowych, umieszczenie klocków przy naprawianych kościach szczurów korzystnie wpływa na angiogenezę (powstawanie nowych naczyń).
      Technologia mikroklatek drukowanych w 3D poprawia gojenie, stymulując wzrost komórek właściwego typu w odpowiednim miejscu i czasie. W każdym z bloczków można umieścić inny czynnik wzrostu, pozwalając na bardziej precyzyjną i szybszą naprawę tkanki - wyjaśnia dr Ramesh Subbiah z OHSU.
      Modułowe rozwiązanie da się dopasować do niemal każdej przestrzeni. Naukowcy przekonują, że ich system znajdzie zastosowanie np. w przypadku kości operowanych ze względu na proces nowotworowy czy podczas wzmacniania kości żuchwy/szczęki przed wstawieniem implantów stomatologicznych.
      Zmieniając skład wykorzystanych materiałów, można by też odbudowywać tkanki miękkie. Oprócz tego akademicy zastanawiają się nad zastosowaniem metody do uzyskiwania narządów do przeszczepu (to, oczywiście, w odleglejszej przyszłości).
      Bertassoni planuje przetestować możliwości technologii w zakresie naprawy bardziej złożonych złamań kości u szczurów lub większych zwierząt.
      Szczegółowe wyniki badań ukazały się w piśmie Advanced Materials.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Specjalistom ze Scripps Institution of Oceanography udało się przeprowadzić pierwsze w historii pomiary tętna płetwala błękitnego. Pomiarów dokonano w Zatoce Monterey za pomocą specjalnego urządzenia, które przez dobę było przymocowane do ciała zwierzęcia. Cztery przyssawki utrzymywały je w pobliżu lewej płetwy piersiowej, gdzie mogło ono rejestrować rytm serca.
      To ważne badania, gdyż opracowaliśmy technikę rejestrowania elektrokardiogramu i tętna największego zwierzęcia, jakie kiedykolwiek istniało na Ziemi, mówi Paul Ponganis. Tętno płetwala jest zgodne z naszymi przewidywaniami bazującymi na masie ciała, a uzyskane dane potwierdzają anatomiczne i biomechaniczne modele funkcjonowania układu krążenia tak dużych zwierząt, dodaje uczony.
      Uzyskane dane wskazują, że serce płetwali błękitnych pracuje blisko granicy wydajności, co może wyjaśniać, dlaczego zwierzęta te nie wyewoluowały w jeszcze większe. W zanurzeniu u płetwala błękitnego występuje bardzo powolna akcja serca (bradykardia), a w wynurzeniu serce bije z niemal maksymalną prędkością (tachykardia), co pozwala na dokonanie wymiany gazowej i powrót krwi do wszystkich tkanek, gdy zwierzę znajduje się na powierzchni. Tego typu badania pozwalają nam sprawdzić fizjologiczne granice związane z rozmiarami ciała, dodaje Ponganis.
      Zwierzęta, których organizmy działają na takich fizjologicznych ekstremach, pozwalają nam zrozumieć biologiczne ograniczenia rozmiarów. Mogą być też szczególnie wrażliwe na zmiany środowiska wpływające na ich źródła pożywienia. Zatem takie badania mogą być istotne dla naszych wysiłków na rzecz zachowania zagrożonych gatunków, stwierdza główny autor badań, profesor Jeremy Goldbogen.
      Przed 10 laty Ponganis i Goldbogen dokonali pomiarów tętna u nurkującego pingwina cesarskiego i zaczęli się zastanawiać, czy uda się to wykonać w przypadku płetwala błękitnego. Prawdę mówiąc, wątpiłem w to. Musielibyśmy znaleźć płetwala, umieścić urządzenie w odpowiednim miejscu, musiałoby mieć ono dobry kontakt z jego skórą, a przede wszystkim musiałoby działać i rejestrować dane, mówi Goldbogen.
      Naukowcy wiedzieli, że ich urządzenie dobrze działa na mniejszych waleniach przetrzymywanych w niewoli, ale płetwal błękitny to zupełnie inna historia. Przede wszystkim nie odwróci się on na grzbiet, by umożliwić przyczepienie urządzenia. Ponadto od strony brzusznej skóra płetwala przypomina miech akordeonu i silnie się rozciąga podczas jedzenia, więc urządzenie rejestrujące z łatwością mogło się odczepić.
      Lata przygotowań przyniosły jednak dobry skutek. Urządzenie udało się dobrze umocować już za pierwszym razem. A zarejestrowane dane pokazały, jak pracuje serce płetwala.
      Okazało się, że gdy zwierzę nurkuje, jego serce zwalnia średnio do 4–8 uderzeń na minutę. Najwolniejsze zarejestrowane tempo wyniosło 2 uderzenia na minutę. Gdy badany płetwal znalazł się na największej zarejestrowanej głębokości – 184 metrach – gdzie pozostawał przez 16,5 minuty i żerował, jego puls wzrósł do około 5 uderzeń na minutę, a następnie znowu zwolnił. Gdy zwierzę się najadło i zaczęło wynurzać, jego serce przyspieszyło. Największe tempo, 25–37 uderzeń na minutę, osiągnęło na powierzchni podczas oddychania.
      Uzyskane wyniki były nieco zaskakujące, gdyż najwyższe tętno niemal przekraczało wyliczenia oparte na modelach, a tętno najniższe było o 30–50 procent wolniejsze niż mówiły przewidywania. Naukowcy sądzą, że zaskakująco wolne tętno można wyjaśnić elastycznym łukiem aorty, który powoli się kurczy, zapewniając dodatkowy przepływ krwi pomiędzy uderzeniami serca. Z kolei zaskakująco szybkie tempo bicia serca na powierzchni można tłumaczyć jego ruchem i kształtem, które powodują, że ciśnienie podczas poszczególnych skurczów nie zakłóca przepływu krwi.
      Patrząc na badania z szerszej perspektywy, wyjaśniają one, dlaczego nigdy nie pojawiło się zwierzę większe od płetwala błękitnego. Jeszcze większe ciało ma tak duże potrzeby energetyczne, że przekraczałoby to możliwości serca.
      Naukowcy już planują kolejne badania. Chcą np. dodać do swojego urządzenia akcelerometr, by sprawdzić, jak różne aktywności płetwala wpływają na tempo kurczenia się jego serca. Spróbują też zbadać inne wieloryby.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dwa białka - receptory glikokortykoidów (ang. glucocorticoid receptor, GR) i mineralokortykoidów (ang. mineralocorticoid receptor, MR) - wspierają się wzajemnie, by utrzymać serce w dobrym zdrowiu. Gdy sygnalizacja między nimi zostaje zaburzona, u myszy rozwija się choroba serca.
      Wyniki, które ukazały się w piśmie Science Signalling, mogą zostać wykorzystane do opracowania związków terapeutycznych dla osób z grupy podwyższonego ryzyka zawału.
      Stres zwiększa ryzyko zgonu z powodu niewydolności serca, bo nadnercza wytwarzają wtedy kortyzol. Kortyzol wywołuje reakcję walcz lub uciekaj i wiąże się z receptorami GR i MR w różnych tkankach ciała, by m.in. ograniczyć stan zapalny.
      Gdy poziom kortyzolu we krwi jest zbyt wysoki przez dłuższy czas, mogą się rozwinąć różne czynniki ryzyka chorób serca, w tym podwyższony poziom cholesterolu i cukru czy nadciśnienie.
      Dr Robert Oakley zidentyfikował źle działające GR w latach 90., gdy jako student pracował z dr. Johnem Cidlowskim na Uniwersytecie Karoliny Północnej w Chapel Hill. Krótko po tym odkryciu inni naukowcy stwierdzili, że ludzie z ponadprzeciętną liczbą zmienionych receptorów GR są bardziej narażeni na choroby serca. Opierając się na tych wynikach, Oakley i Cidlowski testowali szczep myszy pozbawionych sercowych GR. U zwierząt dochodziło do powiększenia serca, a przez to do jego niewydolności i zgonu. Kiedy naukowcy z NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) wyhodowali szczep myszy bez sercowych MR, serca gryzoni działały normalnie.
      Oakley i Cidlowski zaczęli się więc zastanawiać, co się stanie, gdy w tkance serca brakować będzie obu receptorów. Naukowcy przypuszczali, że zwierzęta po podwójnym knock-oucie genowym będą miały podobne lub poważniejsze problemy z sercem jak myszy bez GR. Ku naszemu zaskoczeniu, serca były [jednak] oporne na chorobę - opowiada Oakley.
      Cidlowski podkreśla, że u myszy tych nie zaszły zmiany genowe, które doprowadziły do niewydolności serca u gryzoni pozbawionych GR, a jednocześnie zaszły korzystne zmiany w działaniu genów chroniących serce. Choć ich serca działały prawidłowo, w porównaniu do serc bez receptorów MR, były one nieco powiększone.
      Sugerujemy, że skoro GR i MR współpracują, lepszym podejściem [do leczenia ludzi z chorobami serca] będzie produkowanie leków działający nie na jeden, ale na dwa receptory naraz - podsumowuje Cidlowski.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Po 35 latach zakończyła się rekonstrukcja olbrzymiego prehistorycznego pingwina z Nowej Zelandii. Naukowcy wykorzystali kości dwóch osobników, a za wzór posłużył im szkielet współczesnego pingwina królewskiego.
      Kości zebrał w 1977 r. dr Ewan Fordyce, paleontolog z University of Otago. Odbudowę wspomagali doktorzy Dan Ksepka z Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej oraz Paul Brinkman z Muzeum Historii Naturalnej Karoliny Północnej.
      Pingwinowi nadano nazwę Kairuku, co po maorysku oznacza "nurek, który powraca z jedzeniem". Ksepka interesował się rekonstrukcją, ponieważ kształty ciała ptaka były inne od wszystkich znanych pingwinów - i to zarówno współczesnych, jak i wymarłych. Poza tym konikiem naukowca jest różnorodność nowozelandzkich pingwinów w oligocenie.
      Lokalizacja ta była idealna pod względem dostępności pożywienia i bezpieczeństwa. W owym czasie większość Nowej Zelandii znajdowała się pod wodą, tworząc izolowane skaliste wysepki, które chroniły pingwiny przed drapieżnikami, a jednocześnie zapewniały obfitość pokarmu.
      Kairuku to jeden z co najmniej 5 pingwinów, które zamieszkiwały Nową Zelandię w owym czasie. Bioróżnorodność i unikatowość kształtów utrudniły zresztą rekonstrukcję. Wg pingwinich standardów, Kairuku był eleganckim ptakiem - miał smukłe ciało i długie skrzydła napędowe, ale krótkie i grube nogi [...]. Gdyby podczas rekonstrukcji wnioskować o wysokości na podstawie długości skrzydeł pełniących funkcję płetw, trzeba by założyć, że Kairuku mierzył ok. 183 cm. W rzeczywistości miał tylko 127 cm wysokości.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...