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

Laser i detektor zamiast mikroskopu

Recommended Posts

Naukowcy z University of Missouri opracowali interesującą metodę wykrywania przerzutów czerniaka (nowotworu skóry wywodzącego się z komórek zwanych melanocytami) w węzłach chłonnych. Zaproponowana technika polega na wykrywaniu ultradźwięków wytwarzanych podczas uwalniania energii dostarczonej wcześniej do komórek nowotworowych za pomocą lasera.

Nowa metoda, opracowana przez zespół dr. Johna Viatora, wykorzystuje fakt, że komórki czerniaka aż w 95% przypadków wytwarzają brązowy barwnik - melaninę. Zdolność tego związku do pochłaniania niektórych barw światła jest na tyle charakterystyczna, że możliwe jest wybiórcze przekazanie im znacznej ilości energii za pomocą odpowiednio dobranego lasera. 

Ilość energii przekazanej próbce podejrzewanej o zawartość melaniny (i tym samym o obecność melanocytów, które w zdrowym organizmie nie powinny występować nigdzie poza skórą) można, jak udowadnia dr Viator, z łatwością zmierzyć za pomocą prostego detektora ultradźwięków. Właśnie wytwarzanie fal tego rodzaju jest bowiem jedną z głównych form energii uwalnianej do otoczenia przez "naładowane" laserem melanocyty.

Skuteczność nowej metody udowodniono podczas eksperymentów na węzłach chłonnych pobranych od psów. Badanie właśnie tych struktur nie było przypadkowe, bowiem właśnie w węzłach spotyka się najczęściej pierwsze mikroprzerzuty czerniaka.

Jak wykazali badacze z University of Missouri, nowa technika pozwala na skuteczne wykrywanie przerzutów liczących zaledwie 500 komórek. Oznacza to, że możliwe jest wykrycie zmiany na bardzo wczesnym etapie, na którym często udaje się jeszcze doprowadzić do całkowitego wyleczenia.

W najbliższym czasie zespół dr. Viatora planuje przetestowanie nowej techniki na węzłach chłonnych pobranych od ludzi. Jeżeli wyniki potwierdzą się, możliwe stanie się włączenie nowej metody do kanonu metod diagnostycznych stosowanych w diagnostyce czerniaka. Jest to ogromna szansa, bowiem w wielu sytuacjach technika ta mogłaby okazać się tańsza i szybsza od tradycyjnego badania z wykorzystaniem mikroskopu.

O szczegółach swojego wynalazku badacze poinformowali na łamach czasopisma Journal of Biomedical Engineering.

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
      Podczas wzrostu komórki czerniaka przybierają dwa podstawowe fenotypy. Pierwszy charakteryzuje się intensywną proliferacją (namnażaniem), drugi cechuje się większą inwazyjnością (tendencją do tworzenia przerzutów). Okazuje się, że w niebezpiecznej transformacji komórek nowotworowych ważną rolę odgrywają komórki tłuszczowe, czyli adipocyty.
      Uzyskaliśmy odpowiedź na pytanie, które od lat zajmowało naukowców: co sprawia, że komórki czerniaka zmieniają fenotyp [stan funkcjonalny] i stają się agresywne? - podkreśla prof. Carmit Levy z Uniwersytetu w Tel Awiwie.
      Czerniak staje się śmiertelny, gdy się wybudza i penetruje warstwę skóry właściwej, a później przerzutuje do różnych narządów. Zablokowanie tej transformacji jest dziś jednym z najistotniejszych obszarów badań. Teraz wiemy, że w opisywanej przemianie biorą udział adipocyty.
      W ramach studium naukowcy analizowali biopsje pobrane od pacjentów Centrum Medycznego Wolfsona i Centrum Medycznego w Tel Awiwie. Zaobserwowano wtedy coś dziwnego: komórki tłuszczowe w okolicach guzów.
      Zaczęliśmy się zastanawiać, co adipocyty tu robią. Postanowiliśmy to sprawdzić i w szalce Petriego w pobliżu komórek czerniaka umieściliśmy komórki tłuszczowe [...].
      Okazało się, że adipocyty transferowały do komórek czerniaka cytokiny (IL-6 i TNF-α), które hamowały ekspresję mikroRNA-211; co istotne, mikroRNA-211 sprzyja namnażaniu komórek, hamując jednocześnie ich metastatyczne rozprzestrzenianie.
      Dalsze analizy pokazały, że mikroRNA-211 hamuje translację mRNA TGFBR1, który koduje receptor TGFβ typu I. Hamując mikroRNA-211 za pośrednictwem cytokin, adipocyty zwiększają zatem liczebność receptorów TGFβ w komórkach czerniaka. To bardzo ważne spostrzeżenie, zważywszy, że w hodowlach komórek czerniaka uruchomienie sygnalizacji TGFβ skutkowało przejściem od fenotypu proliferacyjnego do inwazyjnego.
      Ważne, by odnotować, że proces jest odwracalny: kiedy bowiem usunęliśmy z [okolic] czerniaka komórki tłuszczowe, komórki nowotworu ulegały wyciszeniu i przestawały migrować.
      Bazując na najnowszych ustaleniach, Izraelczycy szukali potencjalnych leków. Eksperymentowali z terapeutykami hamującymi cytokiny i TGFβ, których nigdy dotąd nie stosowano w przypadku czerniaka. Mówimy o substancjach, które są obecnie badane jako potencjalne leki na raka trzustki i które biorą udział w testach klinicznych związanych z rakiem prostaty, piersi, jajnika i pęcherza.
      Zaobserwowaliśmy, że ograniczały one proces przerzutowania i że czerniak wracał do stosunkowo spokojnego stanu/uśpienia - opowiada dr Tamar Golan.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Powstrzymanie komórek nowotworowych przed zablokowaniem układu odpornościowego, za co przyznano tegoroczną Nagrodę Nobla, to tylko jedna z metod immunoterapii przeciwnowotworowej.  Naukowcy z Vanderbilt University opracowali właśnie inną metodę, która pobudza komórki układu odpornościowego do walki z nowotworem. Specjalna nanocząstka pomyślnie przeszła wstępne testy na tkance ludzkiego czerniaka.
      Guzy są przebiegłe i wyewoluowały wiele różnych sposobów na uniknięcie układu odpornościowego, mówi profesor John T. Wilson. Naszym celem jest ponowne uzbrojenie układu odpornościowego w narzędzia potrzebne do zniszczenia komórek raka, dodaje.
      Blokada punktów kontrolnych to wielki przełom, jednak mimo to wielu pacjentów nie reaguje na leczenie takimi metodami. Opracowaliśmy nanocząstkę, która odnajduje guza i dostarcza do niego specyficzną molekułę, która jest w sposób naturalny produkowana w organizmie do zwalczania nowotworów, stwierdza Wilson.
      Molekuła ta to cGAMP (monofosforan guanozyno-adenozynowy cykliczny). Jest ona podstawowym elementem aktywującym ścieżkę sygnałową białka stymulującego geny interferonu (STING). STING jest zaś ważnym naturalnym mechanizmem obronnym przed mikroorganizmami czy komórkami nowotworowymi. Nanocząstka opracowana przez zespół Wilsona dostarcza cGAMP w taki sposób, że w guzie nowotworowym rozpoczyna się odpowiedź immunologiczna, powstają limfocyty T, które mogą zniszczyć raka od środka a jednocześnie poprawić reakcję organizmu na blokadę punktów kontrolnych.
      Naukowcy z Vanderbilt skupili się na czerniaku, jednak ich praca może mieć znaczenie również dla innych nowotworów. Zdaniem Wilsona w podobny spobów można będzie zaatakować raka piersi, nerki, głowy i szyi, raka płuc, jelita grubego oraz nerwiaka zarodkowego.
      Jak zdradził doktorant Daniel Shae, główny autor artykułu opublikowanego w Nature Nanotechnology, najważniejsze jest opracowanie odpowiedniej nanocząstki. Została ona zbudowana z „inteligentnych” polimerów, które reagują na zmiany kwasowości środowiska, do którego trafiły. Pierwotna nanocząstka była udoskonalana ponad 20 razy, aż w końcu naukowcom udało się opracować taką, która dostarczała cGAMP i aktywowała STING w komórkach układu odpornościowego myszy, następnie w komórkach nowotworowych u myszy i w końcu w laboratoryjnych próbkach ludzkich tkanek.
      Szczegółowy opis nowej metody opublikowano w artykule Endosomolytic Polymersomes Increase the Activity of Cyclic Dinucleotide STING Agonists to Enhance Cancer Immunotherapy.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Połączenie 3 rodzajów immunoterapii poprawia rokowania w przedklinicznym modelu czerniaka.
      Adoptywny transfer limfocytów T (ang. adoptive T cell therapy, ACT) polega na pobraniu limfocytów pacjenta z chorobą nowotworową. Później są one modyfikowane i namnażane. Na końcu (uczulone in vitro) aktywowane limfocyty wstrzykuje się choremu.
      ACT jest już dostępne w klinikach w terapii pewnych chorób. W 2017 r. CAR T, forma ACT, została zatwierdzona przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków jako terapia dla dzieci z ostrą białaczką limfoblastyczną i dla dorosłych z zaawansowanymi chłoniakami. Pod kątem czerniaka intensywnie testuje się kolejną formę ACT.
      U części chorych ACT daje świetne wyniki, ale nie wszyscy reagują na adoptywny transfer komórek. Wiadomo też, że terapia jest mniej skuteczna w przypadku guzów litych. Optymalizacja ACT pozwoliłaby więc skuteczniej leczyć większą grupę ludzi z szerszym zakresem chorób nowotworowych.
      Naukowcy z Uniwersytetu Medycznego Karoliny Południowej zauważyli, że połączenie ACT z inhibitorami pan-PIM oraz inhibitorem PD1 poprawia rokowania w modelu przedklinicznym czerniaka (badania prowadzono na myszach). Okazało się, że w porównaniu do samej ACT, potrójna terapia (PPiT) podwajała migrację przeciwnowotworowych limfocytów T w okolice guza, a także 4-krotnie zwiększała przeżywalność gryzoni.
      Dzięki potrójnej terapii łączonej utrzymywało się o wiele więcej limfocytów T. To ważne dla ACT, ponieważ im dłużej przetoczone komórki pozostają w organizmie gospodarza, by walczyć z nowotworem, tym lepiej - podkreśla dr Shikhar Mehrotra.
      Spośród dwóch dołączonych do ACT elementów, inhibitory PD1 są o wiele lepiej znane. Inhibitory kinaz PIM są nowszym środkiem.
      Kinazy PIM kontrolują wiele procesów komórkowych, w tym energetyczne. Ponieważ w przypadku ACT sporym problemem pozostaje brak energii wykazywany przez readministrowane limfocyty T, Mehrotra zaczął się zastanawiać, czy oddziaływanie na kinazy PIM za pomocą inhibitora pomoże im zachować energię na dłużej.
      Limfocyt T, który zaczyna się namnażać, przypomina człowieka rozpoczynającego dzień ze sporą dozą energii. [Posługując się obrazowym językiem, można jednak powiedzieć, że] w miarę upływu dnia człowiek traci napęd, a limfocyt T staje się zmęczony i mniej skuteczny. Zastanawialiśmy się, czy inhibitory kinaz PIM mogłyby zapobiec temu zjawisku.
      Amerykanie obrali więc na cel kinazy PIM w limfocytach T i sprawili, że zaczęły się one zachowywać jak limfocyty T pamięci centralnej. W większości testów ACT wykorzystuje się szybko namnażające się limfocyty T efektorowe (gotowe do atakowania nowotworu), ale komórki te często stają "wyczerpane" po ponownym wprowadzeniu do organizmu chorego. Tymczasem limfocyty T pamięci centralnej zapewniają dłużej utrzymującą się reakcję przeciw komórkom nowotworowym.
      Wszystkie komórki potrzebują energii. Jeśli potrafisz kontrolować sposób wykorzystania energii przez limfocyt T, możesz potencjalnie zablokować stan zmęczenia. W tym przypadku obraliśmy na cel kinazy PIM i wykazaliśmy, że w połączeniu z terapią inhibitorem punktu kontrolnego [inhibitorem PD1] oraz ACT dochodzi do poprawy kontroli guza i odpowiedzi limfocytów T.
      U myszy PPiT pozwalała lepiej kontrolować wzrost zaawansowanego czerniaka (w porównaniu do ACT, terapii inhibitorem punktu kontrolnego oraz inhibitorami kinaz PIM w pojedynkę, a także w porównaniu do podwójnych terapii łączonych: ACT z inhibitorami kinaz PIM i ACT z terapią inhibitorem punktu kontrolnego). Oprócz tego więcej limfocytów infiltrowało guz. Ponieważ spadała też limfocytarna ekspresja PD1 (receptora programowanej śmierci 1), nowotworom trudniej je było "wyłączyć".
      Chcemy, by ostatecznie PPiT trafiła do szpitali. Najpierw musimy jednak zbadać ewentualne skutki uboczne inhibitorów pan-PIM i stwierdzić, czy bardziej wybiórcze inhibitory, które działają na pojedynczy rodzaj kinazy PIM, nie byłyby równie skuteczne (w ten sposób można by ograniczyć nasilenie/liczbę efektów ubocznych).

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na australijskim Edith Cowan University powstał test do wczesnego wykrywania czerniaka za pomocą badań krwi.
      Obecnie lekarze bazują na badaniu skóry dermatoskopem i biopsjach. Naukowcy podkreślają, że test z krwi może zapewnić dokładniejsze rezultaty niż oko człowieka.
      Czerniak jest wykrywany dzięki rozpoznawaniu autoprzeciwciał, produkowanych przez organizm, by zwalczyć wczesny wzrost nowotworu. W badaniu, w którym wzięło udział 209 osób (105 chorych i 104 zdrowe), test zapewnił trafność rzędu 81,5%. W stosunkowo niedługim czasie przejdzie on testy kliniczne; ich celem ma być m.in. wzrost trafności do 90%. Australijczycy mają nadzieję, że test zostanie dopuszczony do użytku w ciągu 5 lat.
      Choć prof. Mel Ziman docenia umiejętności klinicystów, podkreśla, że może być trudno odróżnić wczesne stadium czerniaka od pieprzyka/znamienia. Test z krwi przyda się w momencie, gdy pacjent zgłosi się do lekarza, by ustalić, czy dana zmiana jest czerniakiem. Specjalista może zrobić test przed podjęciem decyzji o biopsji.
      Początkowo zespół z Edith Cowan University przyglądał się 1627 białkom funkcjonalnym. Badania pozwoliły jednak zawęzić ten spory zbiór do zestawu 10 autoprzeciwciał (one najlepiej wskazywały na obecność czerniaka).
      Ziman zaznacza, że wczesne wykrycie czerniaka ma kluczowe znaczenie. Gdybyśmy mogli usunąć czerniaka, gdy ma poniżej 1 mm grubości, szanse na przeżycie [5 lat] wynoszą 98-99%.
      Wyniki badań ukazały się w piśmie Oncotarget.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Uniwersytetu w Zurychu odkryli, że gdy melanocyty nie mogą wytworzyć rzęsek, degenerują się i rozwijają w agresywną postać czerniaka.
      Szwajcarzy podkreślają, że mimo poczynionych postępów i nowych form leczenia w postaci chociażby immunoterapii, nadal wielu pacjentów z czerniakami nie udaje się wyleczyć. Niejednokrotnie dochodzi też do wznowy. Wg nich, by opracować skuteczne metody terapii, należy dogłębnie zrozumieć biologię guza. Podstawowym pytaniem jest zaś, co się zmienia, że łagodna komórka przekształca się w złośliwy guz?
      Zespołowi prof. Lukasa Sommera z Instytutu Anatomii Uniwersytetu w Zurychu udało się wykazać, że w rozwoju i rozprzestrzenianiu czerniaka ważną rolę odgrywają nie tylko kwestie genetyczne, np. mutacje, ale i czynniki epigenetyczne.
      Autorzy publikacji z pisma Cancer Cell skupili się na białku EZH2, które jest bardzo rozpowszechnione w komórkach czerniaka i odgrywa istotną rolę w jego rozwoju.
      By zrozumieć, jak czynniki epigenetyczne przyczyniają się do agresywnego zachowania czerniaków, akademicy analizowali wszystkie geny regulowane przez EZH2. Byliśmy bardzo zaskoczeni, widząc wiele genów wspólnie odpowiadających za tworzenie rzęsek.
      Wydaje się, że geny rzęsek są hamowane przez EZH2, co oznacza, że złośliwe komórki mają ich o wiele mniej niż łagodne melanocyty.
      Wykorzystując ludzkie komórki czerniaka i modele mysie, Szwajcarzy wykazali, że utrata rzęsek w melanocytach aktywuje nowotworowy szlak sygnałowy.
      Jak podkreślają naukowcy, istnieje wiele rodzajów nowotworów, złożonych z komórek, które utraciły rzęski. Epigenetyczna regulacja tworzenia rzęsek, którą właśnie odkryliśmy w czerniaku, może więc mieć zastosowanie w powstawaniu innych typów nowotworów, np. raka piersi czy guzów mózgu.
      Wydaje się, że leki blokujące EZH2 stanowią obiecującą strategię terapii czerniaka, zwłaszcza w połączeniu z immunoterapią.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...