Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Syntetyzuje, ale też rozkłada
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Kwasy nukleinowe, szczególnie RNA, mogą być niezwykle podatne na degradację, szczególnie w przewodzie pokarmowym. Rozwiązanie tego problemu otwiera nowe możliwości terapeutyczne, w tym możliwość opracowania doustnych szczepionek, mówi Giovanni Traverso, profesor inżynierii mechanicznej na MIT i gastroenterolog w Brigham and Women's Hospital.
Amerykańscy naukowcy wykazali właśnie, że opracowana przez nich kapsułka pozwala na dostarczenie do żołądka świni do 150 mikrogramów RNA. To więcej niż mRNA używane w szczepionkach przeciwko COVID-19.
Zespół Traverso od lat współpracuje z zespołem Roberta Langera, profesora w David H. Koch Institute for Integrative Cancer Research. Celem ich badań jest stworzenie nowych technik doustnego dostarczania leków. W 2019 roku zaprezentowali kapsułkę z igłą, która wbija się w wyściółkę żołądka i dostarcza tam insulinę. Kapsułce nadano kształt karapaksu żółwia lamparciego. Karapaks zwierzęcia ma taki kształt, że jeśli żółw upadnie na grzbiet, bez problemu odwraca się na nogi. Naukowcy nadali kapsułce taki kształt, dzięki czemu zawsze ustawi się ona tak, by igła mogła wbić się w żołądek.
W ubiegłym roku Traverso i Langer wykazali, że za pomocą kapsułki możliwe jest dostarczanie dużych molekuł, jak przeciwciała monoklonalne. Po udanych testach postanowili sprawdzić, czy ich kapsułka przyda się również do pracy z innymi dużymi molekułami, kwasami nukleinowymi.
Kwasy nukleinowe łatwo ulegają degradacji po dostaniu się do organizmu. Dlatego też muszą być dostarczane w osłonkach. Uczeni z MIT opracowali więc specjalne polimerowe nanocząsteczki wykonane z poli(β-aminoestrów). Już wcześniej wykazali bowiem, że dzięki nadaniu im odpowiedniego kształtu można dobrze chronić kwasy nukleinowe.
Nowe cząstki przetestowano najpierw na myszach. Zwierzętom wstrzyknięto je do żołądka, nie używając przy tym kapsułki. Cząstki miały chronić RNA z kodem pewnego białka reporterowego. Gdyby dostarczenie do żołądka i pobranie RNA przez organizm było skuteczne, białko to powinno pojawić się w tkankach. I rzeczywiście. Wykryto je zarówno w żołądkach, jak i wątrobie, co wskazuje, że RNA zostało dostarczone do innych organów, a następnie trafiło do filtrującej krew wątroby.
Następnie naukowcy poddali kompleks RNA-nanocząsteczki liofilizacji i umieścili go w swoich kapsułkach. W jednej byli w stanie upakować około 50 mikrogramów mRNA. Trzy takie kapsułki podano świniom. Badania wykazały, że po podaniu kapsułek białko reporterowe było wytwarzane przez komórki żołądka, ale nie znaleziono go w innych częściach ciała. W następnym etapie badań naukowcy spróbują zwiększyć ilość RNA dostarczonego do organizmu zmieniając budowę nanocząsteczek lub podając więcej RNA.
Zauważają jednak, że w niektórych zastosowaniach wystarczy dostarczyć RNA do samego żołądka. W układzie pokarmowym znajduje się wiele komórek układu odpornościowego, a stymulowanie tych komórek to znany od dawna sposób na wywołanie reakcji immunologicznej, stwierdzają naukowcy.
Traverso i Langer chcą sprawdzić, czy podanie szczepionki mRNA drogą doustną wywoła ogólnoustrojową reakcję immunologiczną, w tym aktywację limfocytów B i T. Nowa metoda podawania mogłaby też być wykorzystywana przy leczeniu chorób układu pokarmowego, które trudno jest zwalczać za pomocą tradycyjnych zastrzyków podskórnych.
Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach pisma Matter.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Profesor Krzysztof Marycz z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu chce wykorzystać technologię mRNA do leczenia osteoporozy. Jego projekt badawczy uzyskał najwyższe (3,2 miliona pln) finansowanie z programu Tango 5 Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. Ta technologia może zrewolucjonizować nasze podejście do leczenia osteoporozy, mówi uczony, który ma zamiar odwrócić proces resorpcji kości.
Na osteoporozę cierpi ok. 33% kobiet w okresie przekwitania. Ryzyko złamania kości wynosi u nich 40%, podczas gdy u mężczyzn jest co najmniej 2-krotnie mniejsze. W krajach wysoko rozwiniętych, w tym i w Polsce, osteoporoza to jedna z głównych przyczyn śmierci, gdyż złamania wiążą się z zanikiem mięśni, pojawieniem się odleżyn, zatoru czy opadowego zapalenia płuc.
Profesor Marycz wykorzystuje mRNA do stworzenia materiału, który nie tylko zahamuje rzeszotowienie kości, ale również doprowadzi do odbudowy brakującej tkanki.
Technologia mRNA została po raz pierwszy zastosowana w 2001 roku. Wtedy choremu pobrano komórki, wprowadzono do nich RNA, a całość ponownie wstrzyknięto pacjentowi. mRNA to kopia genu zawierająca np. informację o tym, w jaki sposób komórka ma wyprodukować konkretne białko. Ze znajdującego się w jądrze komórki DNA organizm przenosi mRNA do cytoplazmy komórki, tam wykonywana jest zawarta w mRNA instrukcja i wytwarzane jest konkretne białko. A to białka odpowiadają za większość procesów fizjologicznych naszego organizmu.
Uczony z Wrocławia zapowiada, że wykorzysta technologię mRNA do leczenia osteoporozy. Nad tym rozwiązaniem zaczęliśmy pracować już kilka lat temu, przed pandemią. Punktem wyjścia były badania związane z końmi. Razem z Pawłem Golonką zaproponowaliśmy podobną technologię, choć jeszcze bez mRNA, do wypełniania cyst podchrzęstnych u koni. Wszystko się dobrze powiodło, opublikowaliśmy pracę ukazującą spektakularne wyniki badań klinicznych, więc zacząłem się zastanawiać nad tym, jak to doświadczenie wykorzystać w szukaniu rozwiązań terapeutycznych dla ludzi. Bo po pierwsze, konie mogą pomagać medycynie człowieka, ale po drugie – czy chodzi o to, by pomagać setkom koni, czy milionom ludzi?.
Projekt naukowca, który zyskał uznanie NCBiR, to pomysł na wykorzystanie mRNA do hamowania osteoklastów – komórek kościogubnych, mających zdolność rozpuszczania tkanki kostnej – i promocji osteoblastów, komórek tworzących kości. To radykalna zmiana myślenia. Do tej pory myślano o tym, by do kości dostarczać wapń. Ja zamierzam wykorzystać komórki, które ten wapń produkują, bo problemem osteoporozy są nadaktywne komórki kościogubne, tj. te „zjadające” kość. Z kolei te, które ją budują i umożliwiają deponowanie wapnia w kości, są wyraźnie słabsze. Wpadłem więc na pomysł, by na poziomie postranskrypcyjnym zablokować komórki osteoporotyczne, a więc osteoklasty, a aktywować komórki osteoblastyczne, tym samym doprowadzając do sytuacji, w której będą one deponować kluczowe białka w macierzy kostnej i sprzyjać odkładaniu się wapnia, a więc budować kość w miejscu ubytku, wyjaśnia uczony.
Uczonemu zależy też, by cały proces był niezwykle precyzyjny. Zawierający mRNA biomateriał ma być wprowadzany w miejsce konkretnego ubytku, a lekarz ma sterować przebiegiem leczenia. Najpierw mają otwierać się mikrokapsułki z mRNA, które zahamuje osteoklasty, a następnie kapsułki z mRNA pobudzającym osteoblasty. Profesor Marycz chce zawieszać mRNA nie w obecnie stosowanych lipidach, a w hydroksyapatytach, związkach nieorganicznych połączonych z nanocząstkami magnetyczymi.
Naukowiec powołał już interdyscyplinarny zespół naukowy i zaprasza do współpracy. Mój projekt daje szansę rozwoju całej grupie badawczej, a co więcej, pozwala rozbudować zespół – dlatego też zwracam się do młodych i ambitnych naukowców – jeśli kogoś interesują innowacyjne badania z zakresu spersonalizowanej i precyzyjnej medycyny translacyjnej, to zapraszam do aplikacji i zgłoszenia się do mnie, aby dać sobie szansę udziału w projekcie, który otwiera możliwość rozwoju i udziału w przełomowych badaniach.
Marycz już stawia sobie kolejne ambitne cele. Jeśli uda mu się stworzyć szczepionkę mRNA przeciwko osteoporozie, rozpocznie prace nad szczepionką przeciwko rakowi prostaty i jelita grubego.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Amerykański Narodowy Instytut Alergii i Chorób Zakaźnych (NIAID) poinformował, że wstępne badania szczepionki mRNA przeciwko HIV dały pozytywne rezultaty. Badania,przeprowadzone na myszach oraz nie człowiekowatych wykazały, że szczepionka jest bezpieczna i wygenerowała pożądaną reakcję przeciwciał i komórek w odpowiedzi na wirusa podobnego do HIV.
Rezusy, którym podano pierwszą dawkę szczepionki, a następnie dawki przypominające, były narażone na 79% mniejsze ryzyko infekcji SHIV (simian-human immunodeficiency virus) niż zwierzęta niezaszczepione.
Pomimo czterech dekad poszukiwań, szczepionka przeciwko HIV wciąż nie istnieje. Ta eksperymentalna szczepionka mRNA ma liczne cechy, dzięki którym może pokonać niedociągnięcia innych eksperymentalnych szczepionek przeciwko HIV. To obiecująca technologia, mówi dyrektor NIAID, Anthony Fauci.
Eksperymentalna szczepionka przeciwko HIV zawiera mRNA kodujące dwie kluczowe proteiny wirusa HIV – Env i Gag. Po domięśniowym podaniu komórki zaszczepionych zwierząt wytwarzają cząstki podobne do wirusa (VLP), zawierające Env na swojej powierzchni. Jako, że nie mają pełnego materiału genetycznego nie mogą się ani namnażać, ani wywołać choroby. Jednak wywołują reakcję ze strony układu odpornościowego.
Podczas badań na myszach po podaniu dwóch dawek szczepionki przeciwciała pojawiły się u wszystkich zwierząt. Proteina Env, którą wytworzyły myszy z instrukcji przekazanych przez mRNA zawarte w szczepionkach, był bardzo podobny do Env wytwarzanej przez wirusa HIV. To duży postęp w porównaniu z wcześniejszymi szczepionkami. Prezentacja na powierzchni każdej VLP licznych kopii autentycznej osłonki wirusa HIV to jedna z olbrzymich zalet naszej szczepionki. Dzięki temu zaszczepienie symuluje prawdziwą infekcję i może odegrać olbrzymią rolę w uzyskaniu pożądanej reakcji ze strony układu odpornościowego, mówi główny autor badań, doktor Paolo Lusso.
Po obiecujących testach na myszach, szczepionka Env-Gag VLP mRNA była testowana na makakach. Na różnych grupach zwierząt zastosowano różne schematy podawania szczepionki. Jednak każdej grupie po podaniu oryginalnej szczepionki przez rok podawano dawki przypominające składające się z Gag mRNA i ENV mRNA wirusów HIV z dwóch innych kladów niż ten, którego białka wykorzystano w oryginalnej szczepionce. Używano różnych wariantów wirusa, by jak najbardziej uwrażliwić układ odpornościowy na najbardziej zachowywany pomiędzy wirusami obszar Env.
Mimo, że podawano wysokie dawki mRNA zwierzęta dobrze tolerowały szczepionkę, pojawiły się tylko łagodne przejściowe skutki uboczne, jak np. utrata apetytu. Do 58. tygodnia wszystkie zwierzęta posiadały w organizmach mierzalny poziom przeciwciał, które atakowały większość z 12 testowanych szczepów HIV.
Od początku 60. tygodnia wszystkie zaszczepione zwierzęta oraz niezaszczepioną grupę kontrolną, co tydzień wystawiano wirusa SHIV, podając im go do nosa. Po 13 tygodniach 2 z 7 zaszczepionych makaków wciąż nie były zainfekowane. Makaki, które nie były szczepione, zaraziły się średnio po 3 tygodniach. Makaki, które były zaszczepione i się zaraziły, zarażały się średnio po 8 tygodniach. Wirusa SHIV użyto, gdyż HIV-1 nie replikuje się u makaków.
Obecnie pracujemy nad udoskonaleniem zarówno samej szczepionki, jak i protokołu szczepień. To powinno zwiększyć efektywność naszej szczepionki, dzięki czemu potrzebna będzie mniejsza liczba dawek przypominających. Jeśli szczepionka okaże się bezpieczna i efektywna, przygotujemy się do I fazy badań klinicznych na zdrowych dorosłych ochotnikach, mówi doktor Lusso.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego opracowali nową metodę znakowania mRNA. Pozwoli ona na lepsze monitorowanie cząsteczek mRNA zarówno w komórkach, jak i w całym organizmie. Technologia, stworzona przez zespół pracujący pod kierunkiem prof. Jacka Jemielitego i dr hab. Joanny Kowalskiej, przyspieszy prace nad rozwojem terapii wykorzystujących mRNA.
mRNA służą komórkom do produkcji białek.
Wytwarzanie białek przez komórki zaczyna się od skopiowania niewielkiego fragmentu DNA, czyli wykonania cząsteczki mRNA. Opuszcza ona jądro komórkowe i przechodzi do cytoplazmy. Tam przechwytują ją enzymy transportujące mRNA do rybosomów. W rybosomach mRNA jest odczytywane i na podstawie zawartych w nim instrukcji produkowane są cząstki białka. Cząstki mRNA są bardzo nietrwałe i szybko ulegają degradacji. Dlatego też naukowcy, pracujący nad wykorzystaniem mRNA w medycynie, musieli przezwyciężyć dwa problemy. Jednym z nich było ustabilizowanie mRNA tak, by zwiększyć jego odporność na obecne w komórkach czynniki degradujące. Z drugiej zaś – konieczne było zwiększenie jego produktywności, zatem by wykorzystywane w terapii mRNA częściej trafiało do rybosomów. Już w 2007 roku obie te trudności udało się przezwyciężyć zespołowi prof. Jemielitego i dr Kowalskiej.
Teraz, gdy technologie mRNA zaczynają być stosowane na szeroką skalę – tutaj przykładem są szczepionki przeciwko COVID-19 – i rośnie zainteresowanie tą technologią, pojawiło się kolejne wyzwanie. Naukowcy opracowujący nowe terapie z wykorzystaniem mRNA chcieliby mieć możliwość dokładnego śledzenia losów cząsteczek mRNA podanych do organizmu.
Naukowcy z UW dodali właśnie do jednego z końców mRNA, zwanego cap 3', znaczniki fluorescencyjne, pozwalające na monitorowanie cząsteczki w żywych komórkach. Co ważne, zastosowana przez Polaków technologia jest kompatybilna z tą stosowaną do oznaczania drugiego z końców, cap 5'. To zaś oznacza, że dzięki uczonym z Warszawy możliwe jest oznaczanie obu końców mRNA. Co więcej, każdy z nich może zostać oznaczony innym kolorem, a znaczniki mogą wymieniać między sobą energię jeśli znajdą się blisko siebie.
Podwójne znakowanie mRNA umożliwia zlokalizowanie tej cząsteczki w żywych organizmach. Nasze badania prowadzone były na organizmie kijanki Danio pręgowanego. W ich trakcie wykazaliśmy, że można prowadzić monitoring, czy i kiedy mRNA ulega degradacji, a także sprawdzać, jak efektywnie powstaje z niego białko. Podwójne wyznakowanie fluorescencyjne utrzymuje w pełni funkcjonalność mRNA, zarówno w liniach komórkowych, jak i żywym organizmie. W naszych badaniach wyznakowane mRNA odpowiadało za produkcję białka GFP. Jest to białko fluorescencyjne, które dawało światło w innym kolorze niż oba znaczniki zastosowane w mRNA. To pozwoliło nam jednocześnie obserwować losy wyznakowanego mRNA i powstającego białka. Co ważne, opracowana przez nas technologia pozwala tworzyć sondy molekularne, które umożliwiają monitorowanie enzymów odpowiedzialnych za metabolizm mRNA w komórkach żywych, stwierdził profesor Jemielity.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na łamach American Journal of Obstetrics and Gynecology opublikowano wyniki badań nad działaniem szczepionek Moderny i Pfizera na kobiety w ciąży. Z badań wynika, że u ciężarnych pojawiła się równie silna reakcja immunologiczna, co u nie będących w ciąży kobiet w wieku rozrodczym. Dane sugerują, że szczepionka jest bezpieczna i oferuje przynajmniej częściową ochronę dziecku za pośrednictwem łożyska oraz noworodkowi za pośrednictwem mleka matki. Badania były jednak prowadzone na małej grupie 131 kobiet.
Działanie szczepionek testowano na 84 ciężarnych, 31 karmiących i 16 nie będących w ciąży kobietach. Uzyskane w tej grupie wyniki porównano z badaniami krwi 37 kobiet, które zaraziły się COVID-19 w czasie ciąży.
To wstępne dowody. Biorąc jednak pod uwagę wstępne dane, w przypadku kobiet ciężarnych i karmiących szczepionki działają podobnie, jak u kobiet nie będących w ciąży i zapewniają lepszą ochronę niż nabyci odporności drogą naturalną, czyli przez zarażenie się wirusem, mówi doktor Denise Jamieson z Emory University School of Medicine, która nie była zaangażowana w badania.
Naukowcy od początku podejrzewali, że szczepionki przeciwko COVID-19 będą efektywne i bezpieczne dla kobiet w ciąży i kobiet karmiących, jednak nie było co do tego pewności, gdyż nie prowadzono badań na ten temat. Profesor Stephanie Gaw z University of California mówi, że powyższe badania to ważny pierwszy krok w kierunku potwierdzenia przypuszczeń uczonych.
W badaniach uwzględniono szczepionki mRNA firm Moderna i Pfizer. Obecne w nich mRNA instruuje komórki organizmu, by wytwarzały białko kolca (białko S), dzięki czemu nasz układ odpornościowy uczy się je rozpoznawać i zwalczać. Następnie mRNA ulega szybkiej degradacji, pozostając w organizmie jedynie przez kilka dni.
Od uczestniczek badań pobierano krew w czasie podania pierwszej oraz drugiej dawki szczepionki, oraz po 6 tygodniach od drugiej szczepionki. Od kobiet, które urodziły w czasie trwania badań, pobierano też krew podczas porodu. W czasie badań rodziło 13 kobiet. Od 10 z nich pobrano krew pępowinową. W każdym z tych przypadków w krwi znaleziono przeciwciała wygenerowane w wyniku działania szczepionki, co sugeruje, że szczepionka chroni tez dziecko. Również wszystkie próbki mleka pobrane od karmiących wykazały obecność przeciwciał. Obecnie nie wiadomo, jak silna jest ochrona zapewniania czy to dzieciom w łonie matki, czy dzieciom karmionym jej mlekiem.
U badanych kobiet pojawiły się podobne typowe objawy podania szczepionki, jak ból głowy, zaczerwienienie czy swędzenie w miejscu podania. Nie zauważono tutaj różnic pomiędzy ciężarnymi, karmiącymi i nie będącymi w ciąży.
W każdej z tych trzech grup były kobiety, które doświadczyły gorączki i dreszczy, częściej po drugiej dawce. Tego typu zjawiska pojawiły się u około 1/3 ciężarny. Autorzy badań podkreślają, że kobiety ciężarne, które zostaną zaszczepione, powinny być bardziej szczegółowo monitorowane właśnie pod kątem gorączki. Wiadomo bowiem, że gorączka, szczególnie długotrwała, jest powiązana ze zwiększonym ryzykiem poronienia i pojawienia się wad u dziecka. Szczególnie niebezpieczna jest wysoka długotrwała gorączka w pierwszym trymestrze ciąży.
Doktor Jamieson mówi, że jeśli u zaszczepionej ciężarnej pojawi się gorączka należy zbić ją paracetamolem. Uczona zauważa, że sam COVID powoduje długotrwałą gorączkę, więc zachorowanie również niesie ze sobą ryzyko.
Badania nie wyjaśniają jednak wszystkich wątpliwości. Nie wiemy na przykład, czy szczepienie nie niesie ze sobą ryzyka dla dziecka w łonie matki. Takie ryzyko mogłoby się pojawić, gdyby mRNA dotarło do łożyska i wywołał ostan zapalny lub też gdyby przekroczyło łożysko i wywołało reakcję immunologiczną u dziecka, mówi profesor Gaw. Jednak, jako że mRNA ulega szybkiemu rozpadowi, jest mało prawdopodobne by jego większe ilości dotarły do łożyska. Mimo to profesor Gaw i jej zespół planują przeprowadzić badania pod kątem występowania stanów zapalnych u zaszczepionych ciężarnych i ich dzieci po urodzeniu.
Otwartym pozostaje też odpowiedź na pytanie, czy mRNA może przedostać się do mleka matki. Gaw z kolegami zbadali pod tym kątem 6 kobiet i nie znaleźli w ich mleku śladów mRNA, jednak kwestia ta powinna być bardziej szczegółowo przeanalizowana.
Naukowcy chcieliby się dowiedzieć też, czy ciąża u kobiet zaszczepionych i niezaszczepionych przebiega podobnie.
Amerykańskie Centra Kontroli i Prewencji Chorób zbierają dane na ten temat za pośrednictwem systemu V-safe. Dotychczas do sytemu tego trafiły dane ponad 30 000 ciężarnych, które otrzymały szczepionkę Moderny lub Pfizera. Spośród nich 275 kobiet już urodziło, a odsetek komplikacji w tej grupie nie był wyższy niż jest to zazwyczaj. To mocne potwierdzenie bezpieczeństwa szczepionek, ale wciąż potrzebujemy więcej danych, mówi Jamieson.
Profesor Gaw przypomina, że uzyskane dotychczas dane sugerują, iż ciąża zwiększa ryzyko ciężkiego przebiegu COVID-19 i zgonu. Dlatego też uczona mówi, że mimo wszystko ciężarne kobiety, które są narażone na wysokie ryzyko zarażenia, powinny poważnie zastanowić się nad zaszczepieniem się.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.