Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Dostarczanie DNA czy białek do wnętrza komórek bywa niekiedy bardzo trudne. Wiele typów komórek zwyczajnie nie poddaje się takim procedurom bądź bardzo źle znosi jakąkolwiek ingerencję. Zespół prof. Hongkuna Parka z Uniwersytetu Harvarda znalazł jednak skuteczny i bezpieczny sposób na umieszczanie we wnętrzu komórek najważniejszych makrocząsteczek.

Procedura zaproponowana przez badacza z USA opiera się na wykorzystaniu nanodrutów - podłużnych struktur wykonanych z krzemu o długości kilkudziesięciu nanometrów. Koledzy z zespołu prof. Parka pokryli płytki hodowlane milionami nanodrutów wyrastających z dna niczym szpilki, a następnie umieścili w naczyniach komórki adherentne, tzn. wykazujące tendencję do przylegania do dna naczynia. 

Próba przytwierdzenia się do powierzchni płytki nieuchronnie oznaczała dla komórek nadzianie się na nanodruty. Jak jednak zauważono, odpowiednie dobranie zagęszczenia oraz długości krzemowych pręcików pozwala na wbicie się wielu z nich do wnętrza komórki bez przebijania jej na wylot czy naruszania jej prawidłowej struktury i stanu fizjologicznego.

Odkrywszy brak niekorzystnego wpływu nanodrutów na twory ożywione, prof. Park zaczął pracować nad opracowaniem systemu dostarczania cząsteczek do wnętrza komórek. W tym celu pokryto nanodruty powłoką umożliwiającą słabe wiązanie DNA, RNA oraz białek, a następnie wpuścił do zmodyfikowanego w ten sposób naczynia komórki przeznaczone do modyfikacji. 

Jak się okazało, wiele prób modyfikacji komórek zakończyło się pełnym powodzeniem i zmodyfikowaniem funkcji komórki w sposób porównywalny do wielu metod stosowanych obecnie. Co prawda nowa technika najprawdopodobniej nie będzie skuteczna w przypadku komórek dążących do pozostania w zawiesinie (a więc np. komórek krwi), lecz modyfikacja komórek adherentnych tą metodą może się okazać bardzo skuteczna.

Zdaniem Aviv Regev, zajmującej się komórkami macierzystymi badaczki z Broad Institute, jest oczywistym, że [ta metoda] ma ogromny potencjał. Trzymamy więc kciuki za powodzenie dalszych badań.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Czyli te nanodruty tworzą dodatkowy kanał dla DNA/białek - jest to na tyle proste że raczej jest pasywnym mechanizmem, prawda?

Po prostu wyrównując stężenia poszczególnych substancji po obu stronach błony, termodynamicznie pozwala także na wypływ substancji z komórki, co jest jednak dość szkodliwe - na przykład tak działają niektóre toksyny (wbudowując kanały białkowe).

 

Jak ominąć ten problem? Idealne byłoby żeby te kanały były wysoce selektywne, lecz jest to chyba kosmicznie trudne?

Mam wrażenie że po prostu ta 'kuracja' nie trwa zbyt długo i zbiera się komórki które przeżyły, zakładając że sporo z nich zostało zaimplantowane...?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Blony biologiczne mają zdolność do błyskawicznego zamykania powstających porów, więc nie dziwi mnie, że metoda działa i nie jest szkodliwa.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Oj ... wbijasz pręta w komórkę ... który jest czymś pokryty żeby łatwiej wzdłuż niego poruszały się DNA/białka, nieprawdaż?

To raczej nie jest aktywne, bo do tego konieczna by była jakaś skomplikowana machineria czerpiąca z czegoś energię ... ?

Czyli dopóki jest wbity - pewne substancje swobodnie poruszają się w obie strony - czyli statystycznie zgodnie z gradientem stężeń - czyli zwykle opuszczając komórkę, nieprawdaż?

Ok - można by w tym roztworze dokładnie odtworzyć środowisko wewnątrzkomórkowe dla danej rodziny substancji ... ale ... :D

Share this post


Link to post
Share on other sites

To nie ja wbijam pręta w komórkę, tylko komórka nadziewa się sama podczas naturalnego procesu adherencji do płytki :D Zupełnie jak fakir kładący się na łóżko z kolców.

 

Poza tym pręt wcale nie musi być pokryty niczym poza samym DNA albo białkiem - zobacz, że jeżeli umieścisz na czubku igły bakterie, a potem dziabniesz się w palec, i tak ryzykujesz infekcją. Gdyby było inaczej, nie byłyby potrzebne sterylne igły do pobierania krwi :D

 

Czyli dopóki jest wbity - pewne substancje swobodnie poruszają się w obie strony

No właśnie wcale nie ;) Błona błyskawicznie otacza ciało obce i zapobiega powstaniu przecieku. O resztę dba samo napięcie powierzchniowe wody, które uniemożliwia wyciek zbyt małych kropli.

 

 

Poza tym powtarzam jeszcze raz: skoro z eksperymentu wynika, że ta metoda nie jest szkodliwa, to dlaczego tworzysz teorię, która najwidoczniej w praktyce i tak nie ma pokrycia, bo komórki mają się po tym zabiegu dobrze? ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

To że metoda jest skuteczna wcale nie znaczy że wszystkim komórkom udało się przeżyć kurację ... :D

Ale ogólnie to masz rację - trochę inaczej sobie to wyobrażałem - w ten sposób możemy do komórek wprowadzić śladową ilość substancji ... co pewnie też je będzie kosztowało utratę ale też śladowych ilości cytoplazmy i błony ...

Share this post


Link to post
Share on other sites
odpowiednie dobranie zagęszczenia oraz długości krzemowych pręcików pozwala na wbicie się wielu z nich do wnętrza komórki bez przebijania jej na wylot czy naruszania jej prawidłowej struktury i stanu fizjologicznego.

::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

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Osoby, które najbardziej zdecydowanie sprzeciwiają się genetycznie modyfikowanej żywności uważają, że wiedzą o niej najwięcej. Tymczasem badania wykazały, że wiedzą o niej najmniej. W Nature Human Behaviour ukazały się wyniki badań przeprowadzonych przez uczonych z University of Colorado Boulder, Washington University, University of Toronto i University of Pennsylvania.
      Specjaliści ds. marketingu i psychologii zapytali ponad 2000 Amerykanów i Europejczyków o ich opinie na temat genetycznie modyfikowanej żywności. Pytano m.in. o to, jak głęboką, wedle siebie samych, wiedzę na temat takiej żywności mają respondenci. Następnie wiedzę tę sprawdzano. Respondenci mieli określić, czy stwierdzenia z zakresu ogólnej nauki i genetyki są prawdziwe czy fałszywe.
      Pomimo tego, że z danych naukowych wynika, iż żywność genetycznie modyfikowana jest bezpieczna dla człowieka, ponad 90% osób biorących udział w badaniu w mniejszym lub większym stopni się jej sprzeciwiała.
      Głównym wnioskiem z badań jest stwierdzenie, że im bardziej ktoś się sprzeciwia genetycznie modyfikowanej żywności, tym wyższe ma mniemanie o swojej wiedzy na jej temat i tym mniejszą rzeczywistą wiedzę. Wyniki tych badań są zgodne z innymi badaniami na temat psychologii ekstremalnych poglądów. Skrajne poglądy często są wyrażane przez ludzi, którzy sądzą, że rozumieją złożone rzeczy lepiej, niż w rzeczywistości ma to miejsce, mówi główny autor badań, profesor Phil Fernbach.
      Inny potencjalny wniosek płynący z badań może być taki, że ludzie, którzy mają najmniejszą wiedzę na dany temat, najprawdopodobniej nie zmienią poglądów, gdyż nie będą poszukiwali nowych danych lub też nie są otwarci na nową wiedzę.
      Nasze badania sugerują, że aby poglądy ludzi uległy zmianie, najpierw muszą oni sobie uświadomić to, czego nie wiedzą. Bez tego pierwszego kroku próby uświadamiania mogą nie zadziałać, stwierdza współautor badań Nicholas Light.
      Autorzy badań sprawdzili też poglądy i postawy wobec takich zagadnień jak terapia genowa i zaprzeczanie zmianom klimatu. W przypadku terapii genowej uzyskali takie same wyniki, co w przypadku genetycznie modyfikowanej żywności.
      Natomiast badanie nad kwestią zmiany klimatu dało inne wyniki. Uczeni wysuwają hipotezę, że przyczyną takiego stanu rzeczy jest fakt, iż debata o zmianach klimatu jest tak upolityczniona, iż ludzkie postawy wobec tego zagadnienia zależą bardziej od identyfikacji z daną grupą polityczną niż od stanu wiedzy.
      Fernbach i Light chcą w przyszłości przeprowadzić podobne badania dotyczące takich zagadnień jak szczepionki, energia jądrowa i homeopatia.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Uczeni z University of Pennsylvania poinformowali o opracowaniu nowego sposobu leczenia nowotworów. Wykorzystując zmodyfikowane genetycznie limfocyty T doprowadzili do rocznej remisji guzów u osób cierpiących na zaawansowaną przewlekłą białaczkę limfatyczną.
      Naukowcy najpierw pobrali limfocyty pacjentów, następnie zmodyfikowali je genetycznie, wyprodukowali z nich szczepionkę i po chemioterapii wprowadzili ją do organizmów chorych. W ciągu trzech tygodni guzy zostały zniszczone. Odbyło się to znacznie bardziej gwałtownie, niż oczekiwaliśmy. To działa lepiej, niż myśleliśmy - mówi doktor Carl June.
      Pilotażowe badania prowadzono na trzech pacjentach, a ich wyniki są znacznie lepsze od każdej obecnie stosowanej terapii. Pacjentom, którzy brali udział w badaniu, pozostało już niewiele opcji leczenia. Mogli się jeszcze poddać przeszczepowi szpiku kostnego. Jednak ta terapia wymaga długotrwałej hospitalizacji, jest skuteczna w nie więcej niż 50% przypadków, a ryzyko śmierci wynosi co najmniej 20%.
      U pacjentów, którzy nie mają innego wyjścia, zwykle podejmuję się przeprowadzenia bardzo ryzykownych terapii, w nadziei, że uda się ich wyleczyć. Ta metoda pozwala na uzyskanie podobnych wyników, ale jest bezpieczniejsza - mówi profesor David Porter, drugi z autorów badań.
      Po pobraniu od pacjenta limfocytów T uczeni zmodyfikowali je używając jako wzorca sposobu działania lentiwirusów. Do genomu komórek wstawili gen kodujący proteinę CAR (chimeric antigen receptor), zdolną do wiązania proteiny CD19, pojawiającej się na limfocytach B oraz komórkach białaczki limfatycznej. Zarówno cząsteczki CAR, jak i CD19 są wytwarzane na powierzchni odpowiednich komórek, co oznacza, że w razie kontaktu zmodyfikowane limfocyty T z łatwością wiązały komórki białaczkowe oraz limfocyty B, zaś interakcja taka wywoływała apoptozę tych ostatnich.
      Aby dodatkowo wzmocnić przeciwnowotworowe działanie limfocytów T, do genomu limfocytów T wprowadzono gen kodujący dodatkową cząsteczkę sygnałową. Dzięki niej po połączeniu CAR oraz CD19, ale jeszcze przed śmiercią limfocytu B, komórka stanowiąca cel terapii zaczynała wydzielać cytokiny, które pobudzały limfocyty T do kolejnych podziałów. Uzyskano w ten sposób swoisty "efekt kuli śniegowej" (im skuteczniejsza jest terapia, tym bardziej wzrasta jej skuteczność), ale jednocześnie zapewniono automatyczne wyciszenie reakcji immunologicznej po wyniszczeniu komórek białaczkowych.
      Podczas eksperymentów zauważono, że liczba limfocytów T zwiększa się co najmniej 1000-krotnie. Lekarstwa tego nie potrafią. Ponadto te wprowadzone przez nas do organizmu limfocyty są seryjnymi mordercami. Każdy z nich zabija przeciętnie tysiące komórek nowotworowych. Podczas eksperymentów średnio u każdego pacjenta zlikwidowaliśmy niemal kilogram masy nowotworowej - mówi June.
      Jak ważny jest olbrzymi wzrost liczby limfocytów T uczeni przekonali się na przykładzie 64-letniego pacjenta. Przed leczeniem jego krew i szpik były wypełnione komórkami nowotworowymi. Przez dwa tygodnie po podaniu zmodyfikowanych limfocytów T nic się nie działo. Nagle 14. dnia pacjent dostał dreszczy, mdłości, wzrosła mu gorączka i pojawiły się inne objawy. Jak wykazały przeprowadzone badania, liczba limfocytów T w jego krwi wzrosła na tyle, że wywołały one masywne obumieranie komórek nowotworowych, które spowodowało z kolei rozwój zaobserwowanych symptomów. Po kolejnych 14 dniach objawy minęły, a testy wykazały, że we krwi i szpiku nie występują komórki nowotworowe.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Podanie myszom zaledwie 3 zastrzyków z zabitych drożdży piekarniczych z rodzaju Saccharomyces uchroniło je przed śmiertelną aspergilozą. Odkrycie rodzi nadzieje dla osób z upośledzoną odpornością, np. chorych na białaczkę, które można by w podobny sposób chronić przed groźnymi dla nich zakażeniami grzybicowymi (Journal of Medical Microbiology).
      Naukowcy z California Institute for Medical Research, Santa Clara Valley Medical Center i Uniwersytetu Stanforda wykonali u gryzoni w tygodniowych odstępach 3 iniekcje. Zaszczepione zwierzęta były w stanie przeżyć wysokie dawki wywołujących aspergilozę kropidlaków. Myszy, które przeżyły, miały też mniej patogenów w narządach.
      Amerykanie ustalili, że zwykłe drożdże zapewniają taką samą ochronę przed kropidlakami, co szczepionka z drożdżami zmodyfikowanymi genetycznie w taki sposób, by prezentowały białka powierzchniowe grzybów Aspergillus.
      Nasze wyniki sugerują, że zabezpieczający składnik drożdży znajduje się w ścianie komórkowej. Co więcej, wykazaliśmy, że nasza prosta procedura przygotowawcza może być wykorzystana także do ochrony przed infekcjami wywołanymi przez 3 inne chorobotwórcze dla ludzi rodzaje grzybów: Candida, Cryptococcus i Coccidioides – tłumaczy dr David A. Stevens z Santa Clara Valley Medical Center.
      Inne zespoły, które prowadzą testy kliniczne dot. wykorzystania drożdży piekarniczych do różnych celów, twierdzą, że wydają się one bezpieczne. Stevensowi już marzy się panszczepionka przeciwko wszystkim groźnym dla ludzi grzybom.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Modyfikując genetycznie niepobudliwe w zwykłych okolicznościach komórki, naukowcy z Duke University przekształcili je w komórki zdolne do generowania i przekazywania sygnałów elektrycznych. Rozwiązania tego typu znajdą zapewne zastosowanie w leczeniu chorób układu nerwowego i serca (Nature Communications).
      Wprowadzając tylko 3 kanały jonowe [a właściwie ich geny], byliśmy w stanie zapewnić nieaktywnym zwykle elektrycznie komórkom zdolność bycia wzbudzanymi przez zmianę potencjału elektrycznego w środowisku – wyjaśnia Rob Kirkton. Przeprowadziliśmy też potwierdzające słuszność koncepcji eksperymenty, w ramach których te zmodyfikowane komórki potrafiły zapełnić duże elektryczne luki pomiędzy komórkami serca szczurów.
      Prof. Nenad Bursac, który nadzorował prace Kirktona, podkreśla, że uzyskane pobudliwe elektrycznie komórki mogą być ważne w leczeniu zawałów serca, w których uszkodzone części mięśnia sercowego stają się elektrycznie niekompatybilne i nie są w stanie kurczyć się synchronicznie z sąsiadującymi z nimi zdrowymi komórkami.
      Akademicy z Duke University dywagowali, że zaledwie kilka podstawowych kanałów wystarczy, by wyzwolić pobudliwość elektryczną komórek. Wytypowano 3 konkretne kanały, w tym potasowy, sodowy i połączenia jonowo-metaboliczne. Wszystkie one odgrywają krytyczną rolę w generowaniu i rozprzestrzenianiu aktywności elektrycznej w ssaczym sercu – podkreśla Kirkton.
      Po zademonstrowaniu, że po modyfikacjach genetycznych komórki ludzkich nerek stają się pobudliwe elektrycznie, zaczęto sprawdzać, czy potrafią przekazać potencjał czynnościowy między dwiema komórkami serca w hodowlach dwu- i trójwymiarowych.
      Naukowcy stworzyli ścieżkę w kształcie litery "S" z klastrami zdrowych, żywych komórek szczurzego serca na każdym końcu. Przestrzeń między nimi wypełniano albo niepobudliwymi elektrycznie komórkami (scenariusz kontrolny), albo komórkami zmodyfikowanymi genetycznie. Gdy na jeden z klastrów komórek serca zadziałał bodziec, sygnał szybko się przemieszczał, napotykając wreszcie na niepobudliwe komórki. Gdy jednak zastosowano komórki zmodyfikowane genetycznie, szybko powstawał impuls elektryczny, który przemieszczał się przez esowaty odcinek o długości 3 cm. Ostatecznie docierał do klastra komórek serca na drugim krańcu szlaku. Jeśli dla odmiany bodziec przykładano do zmodyfikowanych komórek na środku szlaku, impuls podróżował w kierunku obu końców z komórkami serca i następowało ich wzbudzenie.
      Kirkton zaznacza, że nowo uzyskane komórki łatwo hodować w laboratorium, wszystkie są identyczne genetycznie i funkcjonalnie, można je też dalej modyfikować, aby zmienić ich zachowanie elektryczne lub budowę. Komórki te można wykorzystać jako laboratoryjną platformę do badania roli specyficznych kanałów jonowych w bioelektryczności na poziomie tkankowym oraz skuteczności nowych leków lub terapii […].
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zmodyfikowane bakterie probiotyczne pomagają w zwalczeniu nieswoistego zapalenia jelit, m.in. choroby Leśniowskiego-Crohna czy wrzodziejącego zapalenia jelita grubego. Naukowcy z Northwestern University usunęli gen z laseczek Lactobacillus acidophilus, które występują w jogurtach czy serze, niewykluczone więc, że przyszłe metody terapii będą polegać na zmianie diety.
      Amerykanie wspominają, że zmodyfikowana wersja probiotyku powinna się też sprawdzić w zapobieganiu rakowi jelita grubego, który również jest wyzwalany przez stan zapalny. Zespół doktora Mansoura Mohamadzadeha podawał zmodyfikowane laseczki myszom reprezentującym dwa modele zapalenia jelita grubego. Po 13 dniach leczenia nowy szczep prawie wyeliminował stan zapalny i w 95% zahamował postępy choroby.
      To otwiera zupełnie nowe ścieżki leczenia różnych chorób autoimmunologicznych przewodu pokarmowego, [...] z których wszystkie mogą być wywołane niezrównoważoną reakcją zapalną. Obieranie na cel genów bakterii probiotycznych, np. Lactobacillus acidophilus, daje nadzieję na opracowanie bezpiecznych, niepolegających na lekach metod leczenia – uważa Mohamadzadeh.
      Podczas eksperymentów na myszach zmodyfikowane laseczki działały w jelitach jak siły porządkowe, wkraczając między atakujące jelito komórki układu odpornościowego a "siły obronne". Udawało im się zmobilizować komórki dendrytyczne, czyli komórki prezentujące antygen. Te z kolei wzmagały produkcję regulatorowych limfocytów T (Treg), które odpowiadają za tłumienie autoreaktywnej odpowiedzi immunologicznej. W ten właśnie sposób udawało się zwalczyć układowy stan zapalny.
      Mohamadzadeh ma nadzieję, że wkrótce rozpoczną się testy kliniczne nowej formy Lactobacillus acidophilus.
×
×
  • Create New...