Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Zbawienna elastyczność
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Chemioterapia staje się coraz bardziej skuteczna, coraz więcej osób udaje się wyleczyć z nowotworów, jednak wiele z nich ma później problemy z sercem, które z czasem zabijają część byłych pacjentów onkologicznych. Pojawiła się więc nowa dziedzina medycyny, kardioonkologia. Zajmujący się nią naukowcy z University of Illinois Chicago zidentyfikowali właśnie mechanizm, za pomocą którego enzymy mogą pomóc w zapobieganiu uszkodzenia mięśnia sercowego u osób poddawanych chemioterapii.
Uczeni najpierw zauważyli, że gdy komórki mięśnia sercowego zostają poddane stresowi pod wpływem chemioterapii, enzymy mitochondrialne przemieszczają się do jądra komórkowego, co jest niezwykłym zjawiskiem. Badacze nie wiedzieli, co to oznacza – czy zjawisko to prowadzi do uszkodzenia komórek, czy też ma je chronić przed uszkodzeniem. Nie mieliśmy pojęcia, co wykażą badania, mówi doktor Jalees Rehman.
Stworzyli więc wersje enzymów, które omijały mitochondria i przemieszczały się do jądra. Okazało się, że to wzmacniało komórkę, utrzymując ją przy życiu. Następnie wykazali, że proces ten działa tak samo zarówno w przypadku komórek ludzkiego serca uzyskanych z ludzkich komórek macierzystych jak i u myszy poddanych chemioterapii. Wydaje się, że mamy tutaj nieznany nam wcześniej mechanizm, za pomocą którego komórki mięśnia sercowego bronią się przed uszkodzeniem w wyniku chemioterapii, dodaje Rehman.
Odkrycie daje nowe możliwości kliniczne. Lekarze mogą na przykład testować indywidualnych pacjentów pod kątem zdolności ich organizmu do ochrony serca. Mogliby z komórek macierzystych z krwi pacjenta uzyskiwać komórki serca i testować je pod kątem podatności na uszkodzenia. Oceniając przemieszczanie się enzymów z mitochondriów oraz uszkodzenia powodowane przez chemioterapię można by ocenić jej skutki dla pacjenta, wyjaśnia uczony. U pacjentów, u których taka ochrona jest niedostateczna, można by wywoływać zwiększony ruch enzymów do jąder komórkowych, chroniąc w ten sposób serce przed uszkodzeniem.
Naukowcy chcą teraz przeprowadzić kolejne badania, by sprawdzić, czy ten sam mechanizm może chronić serce przed innymi uszkodzeniami, powodowanymi np. przez nadciśnienie czy zawały. Chcieliby też przekonać się, czy w ten sposób można chronić inne komórki np. tworzące naczynia krwionośne.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego odkryli, w jaki sposób chemioterapia stosowana w leczeniu nowotworów piersi uszkadza naczynia krwionośne. To pierwszy krok do opracowania metod zapobiegania uszkodzeniu naczyń. Krok niezwykle istotny, gdyż kobiety, które przeszły raka piersi umierają często z powodu chorób układu krążenia.
Zespół pracujący pod kierunkiem profesorów Tomasza Guzika i Tomasza Grodzickiego zauważył, że u kobiet, które przeszły chemioterapię przed zabiegiem mastektomii, widoczne są głębokie cechy dysfunkcji śródbłonka naczyniowego. Śródbłonek zaś jest kluczowym regulatorem zdrowia naczyń krwionośnych. Badania wykazały, że za uszkodzenie nabłonka odpowiada przede wszystkim docetaksel. Substancja ta, pozyskiwana z igły cisu pospolitego, jest jednym z głównym leków przeciwnowotworowych stosowanych w leczeniu raka piersi.
Z artykułu opublikowanego na łamach Journal of Clinical Investigation dowiadujemy się, że w wyniku chemioterapii śródbłonek przestaje wytwarzać tlenek azotu, który oddziałuje na mięśnie gładkie naczyń krwionośnych, pełni rolę regulatora przepływu i ciśnienia krwi. W miejsce tlenku azotu wydzielany jest zaś nadmiar wody utlenionej. To zaś prowadzi do licznych patologicznych zmian w naczyniach, wynikiem których jest zahamowanie działania syntazy tlenku azotu, enzymu kluczowego dla produkcji tlenku azotu.
Kluczowym elementem tej kaskady patologicznych zmian jest oksydaza NADPH Nox4. Oksydazy NADPH (NOX) to grupa enzymów, produkujących reaktywne formy tlenu. Nie od dzisiaj wiadomo, że mogą się one przyczyniać do uszkodzenia struktur komórkowych. NOX4 występuje przede wszystkim w korze nerek i komórkach śródbłonkowych. Przypuszcza się, że produkowany przez nią nadtlenek wodoru może bezpośrednio uszkadzać DNA jądrowy. Dlatego też od dawna oksydazy NADPH są obiecującym celem terapeutycznym w onkologii.
Naukowcy z UJ wykazali, że inhibitory oksydaz naczyniowych oraz inhibitory wybranych cząsteczek sygnałowych mogą zapobiegać niekorzystnym zmianom w naczyniach krwionośnych. Dzieki ich badaniom pojawiła się więc nadzieja, że w przyszłości możliwe będzie opracowanie takich metod leczenia nowotworów piersi, które nie będą prowadziły do patologicznych zmian naczyń krwionośnych.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Nowy nanomateriał może przechwytywać „zabłąkane” molekuły chemioterapeutyków, zanim zaszkodzą one zdrowym tkankom. Daje on więc nadzieję na zmniejszenie skutków ubocznych chemioterapii zarówno w czasie leczenia, jak i po nim. Głównym składnikiem nanomateriału są „włochate” nanokryształy celulozy. Jego twórcy zapewniają, że 1 gram takich kryształów może przechwycić ponad 6 gramów powszechnie używanego chemioterapeutyku, doksorubicyny (DOX). Tym samym jest 320-krotnie bardzie efektywny niż dotychczasowe alternatywy bazujące na DNA.
Stosowanie leków przeciwnowotworowych niesie ze sobą cały szereg skutków ubocznych, jak utrata włosów, rozwój anemii czy żółtaczki. Naukowcy starają się zminimalizować te skutki, poszukując sposobu na zmniejszenie stężenia chemioterapeutyków krążących we krwi. Wśród proponowanych rozwiązań jest np. stosowanie cewników ze specjalnymi żywicami czy wprowadzanie do organizmu magnetycznych nanocząstek pokrytych DNA.
Jednak metody te nie są pozbawione wad. Urządzenia zewnętrzne, jak cewniki, nie dość, że są duże, to mogą usunąć niewiele DOX, zaledwie kilka mikrogramów na każdy miligram absorbentu w ciągu kilkunastu minut. Usunięcie fizjologicznie istotnej ilości DOX wymagałoby cewnika o długości nawet 50 cm, co byłoby bardzo niewygodne dla pacjentów. Dobrą alternatywą są więc nanocząstki z odpowiednim ładunkiem elektrycznym, łączące się we krwi z chemioterapeutykami. Problem jednak w tym, że krew to skomplikowana ciecz, w której nanocząstki szybko mogą utracić swój ładunek.
Naukowcy z Pennsylvania State University poinformował o rozwiązaniu tego problemu. Naukowcy pracujący pod kierunkiem profesora Amira Sheikhiego rozbili włókna celulozy na nanokryształy, a następnie umieścili je pomiędzy nieuporządkowanymi fragmentami celulozy. Te celulozowe „włosy” są w rzeczywistości zbitkami biopolimerów. Znakomicie zwiększają one zdolność umieszczonych wewnątrz nich kryształów do wiązania się z lekami. Podczas eksperymentów naukowcy zauważyli, że 1 gram takich nanokryształów może związać ponad 6 gramów DOX z serum. Co więcej, okazało się, ze cała struktura nie traci swoich właściwości w kontakcie z krwią, nie uszkadza czerwonych krwinek i nie wpływ na rozwój komórek.
Naukowcy opisali swój wynalazek na łamach Materials Today. Chemistry. Zapowiadają rozpoczęcie prac nad minimalnie inwazyjnym urządzeniem, służącym usuwania z krwi niepożądanych substancji.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Worcester Polytechnic Institute (WPI) wykorzystali enzym obecny w czerwonych ciałkach krwi do stworzenia samonaprawiającego się betonu, który jest czterokrotnie bardziej wytrzymały niż tradycyjny beton. Ich osiągnięcie nie tylko wydłuży żywotność betonowej infrastruktury, ale pozwoli też na uniknięcie kosztownych napraw.
Wykorzystany enzym reaguje na obecność dwutlenku węgla, tworząc wraz z nim kryształy węglanu wapnia, naśladujące strukturę, wytrzymałość i inne właściwości betonu. Pojawiające się pęknięcia są więc samoistnie łatane, struktura ulega więc naprawie, zanim pojawią się większe problemy.
Jeśli niewielkie pęknięcia betonu są automatycznie naprawiane w miejscu pojawienia się, nie dojdzie do ich powiększenia się i pojawienia się problemów, które będą wymagały naprawy lub wymiany konstrukcji. Brzmi to jak z powieści science-fiction, jednak to prawdziwe rozwiązanie poważnego problemu budowlanego, mówi profesor Nima Rahbar, główny autor artykułu opublikowanego na łamach Applied Materials Today.
Rahbar i jego zespół wykorzystali enzymy z grupy anhydraz węglanowych (CA), które odpowiadają za szybki transport dwutlenku węgla z komórek do krwi. CA został dodany do cementu. Działa on jak katalizator, który w połączeniu z CO2 tworzy kryształy węglanu wapnia. Ich struktura jest podobna do struktury betonu. Gdy w betonie pojawiają się pęknięcia, dochodzi do kontaktu enzymu z atmosferycznym CO2 i wypełniania pęknięcia.
Szukaliśmy naturalnego składnika, który powoduje najszybszy transfer CO2 i okazał się nim enzym CA. Enzymy w naszych organizmach reagują niezwykle szybko, mogą więc być używane do naprawy i wzmacniania struktur betonowych, mówi Rahbar. Nowy beton w ciągu 24 godzin naprawia pęknięcia w skali milimetrów. To dziesiątki razy szybciej niż inne proponowane rozwiązania tego typu.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
HIF-1 - czynnik indukowany przez hipoksję - był dotąd znany jako jedno z najważniejszych białek odpowiedzialnych za odpowiedź komórki na brak tlenu. Najnowsze badania zespołu z Politechniki Federalnej w Zurychu pokazują, że HIF-1 hamuje także spalanie tłuszczu, co sprzyja otyłości.
Szwajcarzy wykazali, że HIF-1 jest aktywny w adipocytach białej tkanki tłuszczowej. To sprawia, że tłuszcz nie znika nawet po zmianie diety. Wysokie stężenia czynnika indukowanego przez hipoksję występują u pacjentów z masywną otyłością. Na szczęście proces jest odwracalny.
HIF-1 zawsze pojawia się, gdy tkanka znacznie powiększa się w krótkim czasie i staje się przez to niedotleniona. Odnosi się to zarówno do tkanki nowotworowej, jak i tłuszczu brzusznego. Mechanizm HIF-1 występuje u wszystkich kręgowców i we wszystkich typach komórek. Indukując wytwarzanie wielu cytokin, m.in. VEGF (czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego), pozwala komórce przetrwać w warunkach hipoksji. Ponieważ mitochondria uzyskują energię w czasie utleniania, komórki przestawiają się na glikolizę.
Zespół Wilhelma Kreka wykazał, że podjednostka α białka HIF-1 jest krytyczna dla podtrzymania otyłości i związanych z nią patologii, w tym nietolerancji glukozy, insulinooporności i kardiomiopatii. HIF-1α wykonuje swe zadanie, hamując beta-oksydację kwasów tłuszczowych w macierzy mitochondriów (w procesie tym powstają równoważniki redukcyjne służące do uzyskania w łańcuchu oddechowym magazynującego energię ATP). Udaje się to m.in. dzięki transkrypcyjnej represji enzymu sirtuiny-2, która przekłada się na obniżoną ekspresję genów beta-oksydacji i mitochondriów.
Szwajcarzy prowadzili badania na myszach, którym podawano wyłącznie wysokotłuszczową karmę. Gdy zwierzęta w krótkim czasie znacznie przytyły, w ich tkance tłuszczowej wykryto duże stężenia HIF-1. Oznacza to, że wskutek kiepskiego krążenia jej komórkom zaczęło doskwierać niedotlenienie. Gdy HIF-1 "wyłączono", myszy przestały tyć, nawet gdy ich dieta nadal obfitowała w tłuszcze. Kiedy zwierzęta przestawiano na zwykłą karmę, zaczęły chudnąć. Znikał nawet tłuszcz zgromadzony wokół serca. W dodatku nie był on przenoszony na inne narządy.
W próbkach tkanki tłuszczowej pobranych od otyłych i szczupłych ludzi zaobserwowano ten sam wzorzec. U badanych z nieprawidłową wagą ciała stężenie HIF-1 było wysokie, a SIRT-2 niskie. U osób z prawidłową wagą wykrywano jedynie śladowe ilości HIF-1 (prawdopodobnie dlatego, że warunkach prawidłowego poziomu tlenu - normoksji - produkowany przez komórkę HIF-1α powinien być degradowany przez układ proteosomów).
Ponieważ HIF-1 nie eliminuje enzymu SIRT-2 całkowicie, jego chemiczna aktywacja u pacjentów z nadwagą/otyłością mogłaby wymusić spalanie kwasów tłuszczowych.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.