docOswajamy biotechnologię (IX)
download 
Reklamacja Transkrypt
Oswajamy biotechnologię (IX)
Oswajamy biotechnologię (IX) — produkcja leków Produkcja leków, czyli o tym w jaki sposób człowiek skłonił bakterie do syntezy ludzkiej insuliny Boimy się wprowadzania obcych genów do organizmów żywych, ale czy zdajemy sobie sprawę, że techniki inżynierii genetycznej są powszechnie wykorzystywane do produkcji wielu leków dostępnych na rynku? Dzięki wykorzystaniu zdobyczy biotechnologii molekularnej możliwa stała się produkcja ludzkich hormonów (na przykład insuliny) poza naszym organizmem. Czy warto nadal obawiać się modyfikacji genetycznych bakterii? Insulina jest hormonem regulującym poziom cukru we krwi. W naszym organizmie produkowana jest przez komórki β wysepek Langerhansa trzustki. Chorzy na cukrzycę potrzebują regularnych zastrzyków insuliny, ponieważ ich organizmy nie wytwarzają jej wcale (typ I) lub wytwarzają jej zbyt mało w stosunku do potrzeb organizmu (typ II). W 1921 roku Frederick Grant Banting i Charles Herbert Best odkryli rolę insuliny w regulowaniu poziomu glukozy we krwi, co sprawiło, że wytwarzanie tego hormonu stało się istotną gałęzią przemysłu farmaceutycznego. Początkowo insulina produkowana była wyłącznie z trzustek zwierząt rzeźnych: bydła i świń, ponieważ regulacja poziomu cukru we krwi zachodzi w podobny sposób u wszystkich ssaków. W efekcie uzyskiwano hormon zwierzęcy różniący się od ludzkiego. Świńska insulina różni się jednym, natomiast krowia trzema na 51 aminokwasów budujących to białko. Różnice te mogły powodować u pacjentów różne niepożądane efekty, ponieważ miały wpływ na działanie hormonu, jego wchłanianie, a nawet mogły powodować alergie. Z chemicznego punktu widzenia insulina jest białkiem małym i prostym. Zbudowana jest z dwóch łańcuchów polipeptydowych A i B, połączonych mostkami dwusiarczkowymi. Łańcuch A tworzy 21, a łańcuch B — 30 aminokwasów. Gen kodujący to białko znajduje się na 11 chromosomie i zbudowany jest ze 153 par zasad (63 pary zasad kodują łańcuch A, natomiast 90 — łańcuch B). Cukrzyca nazywana jest epidemią XXI wieku, jednak już w XX wieku stała się istotnym problemem. Na początku lat osiemdziesiątych dwudziestego stulecia zrewolucjonizowano produkcję insuliny, a wykorzystano do tego celu metody inżynierii genetycznej. W 1982 roku korporacja Eli Lilly zaczęła produkować ludzką insulinę (tak zwaną humulinę), która stała się pierwszym zatwierdzonym farmaceutykiem produkowanym dzięki wykorzystaniu technologii rekombinowanego DNA. Dzięki praktycznemu wykorzystaniu technik inżynierii genetycznej możliwa stała się produkcja leków przez E. coli. Jedna z metod wytwarzania ludzkiej insuliny opiera się na produkcji dwóch łańcuchów insuliny (A i B) oddzielnie w gram ujemnych bakteriach Escherichia coli. Dwa geny kodujące każdy z łańcuchów są włączane do plazmidów, czyli małych, kolistych, bakteryjnych cząsteczek DNA . Tak przygotowane plazmidy są wykorzystywane do transformacji E. coli. Bakterie następnie rozmnażają się w bioreaktorach, w pożywce zawierającej niezbędne składniki pokarmowe i mineralne oraz przy zachowaniu odpowiedniej temperatury. W takich sprzyjających warunkach syntetyzują poszczególne łańcuchy ludzkiej insuliny. Następnie wyprodukowane przez bakterie białka są ekstrahowane i oczyszczane. Łańcuchy A i B po wymieszaniu łączą się za pośrednictwem mostków dwusiarczkowych — w ten sposób powstaje humulina. Ludzka insulina produkowana przez bakterie jest taka sama, jak ta syntetyzowana przez ludzki organizm. Fakt ten zredukował możliwość zaistnienia komplikacji i efektów ubocznych po zastosowaniu tego preparatu. Innym możliwym do zaistnienia problemem było zagrożenie skażenia końcowego produktu białkowego komórkami lub toksynami bakteryjnymi. Jednak i to niebezpieczeństwo zostało wyeliminowane poprzez zastosowanie procesu oczyszczania. Dzięki wykorzystaniu inżynierii genetycznej możliwa stała się produkcja insuliny na masową skalę. Lek produkowany w ten sposób jest bezpieczniejszy i łatwiej dostępny niż jego poprzednik produkowany ze zwierzęcych trzustek. Czego chcieć więcej? Katarzyna Kamel Źródło: http://www.madehow.com/Volume-7/Insulin.html http://www.discoveriesinmedicine.com/Hu-Mor/Insulin.html http://www.littletree.com.au/dna.htm Dzięki praktycznemu wykorzystaniu technik inżynierii genetycznej możliwa stała się produkcja leków przez E. coli Już wkrótce Probiotyki – z czym to się je? Olgi Andrzejczak Zdecydowany macierzysta jak komórka Komórki macierzyste mogą przekształcić się w dowolny, jeden z 226 (lub 250, w zależności od źródła) typów komórek, które tworzą organizm. Wyniki ostatnich badań w McMaster University pokazują jednak, że komórka macierzysta od momentu powstania dokładnie wie, w komórkę jakiej tkanki ma się przemienić i uparcie do tego dąży. Mało tego, potrafi wyrazić swoje niezadowolenie, gdy coś pomiesza jej szyki. Do niedawna w gronie badaczy zajmujących się komórkami macierzystymi panowało przekonanie, że każda komórka macierzysta do pewnego momentu ma szereg możliwości specjalizacji. Dodatkowo twierdzono, że wszystkie komórki macierzyste, które składają się na przyszły organizm, pozostają aktywne w takim samym stopniu, (w przybliżeniu) w tym samym czasie. Specjalizacja konkretnych komórek pluripotencjalnych, jest ściśle powiązany ze sposobem upakowania DNA w komórce. Organizację nici DNA na histonach, wykrywają przystosowane do tego białka błonowe i to one kierują komórkę na konkretną drogę rozwoju. Co więcej, jeśli komórka przekształci się w z góry zaplanowaną tkankę, powstanie z niej do pięciu razy więcej komórek w przypadku krwi i nawet do dwunastu razy więcej w przypadku neuronów, niż gdyby daną komórkę sztucznie „przeprogramować” na inny typ. Takie wnioski wysunęli w swojej ostatniej publikacji o komórkach macierzystych tworzących krew i połączenia nerwowe Mick Bhatia i jego zespół z McMaster University. Badania nad molekularnymi podstawami organizacji komórek macierzystych pozwalają na dokładniejsze planowanie metod leczenia oraz kolejnych eksperymentów, których przecież co dzień wykonuje się w instytutach na całym świecie setki, jeśli nie tysiące. W Stem Cell and Cancer Research Institute zespół Bhatia planuje kolejne badania, tym razem na komórkach tworzących skórę. Jak widać, komórki macierzyste są uparte i zdeterminowane w działaniu. Jakiekolwiek zmiana z góry zaplanowanych celów, skutkuje dużo mniejszą ilością podziałów. Bhatia podsumowuje to zjawisko: „Możesz zmusić komórkę, która miała dać początek neuronom, by zaczęła dzielić się w komórki krwi, tak jak możesz zmusić turystę, by zamiast na Jamajkę pojechał na Alaskę. Zrobi to, ale nie będzie bardzo szczęśliwy”. Źródło: 1. Oryginalna publikacja: Cell 2. Bezpłatny skrót: Science Daily. Marta Danch Dzięki praktycznemu wykorzystaniu technik inżynierii genetycznej możliwa stała się produkcja leków przez E. coli II Konferencja nowoczesnych technik w chirurgii naczyń i chirurgii ogólnej — polecamy! W Krakowie w dniach od 30 września do 1 października 2011 roku, w Centrum Dydaktyczno-Kongresowym Wydziału Lekarskiego UJ CM (Kraków, ul. Św. Łazarza 16) odbędzie się „II Konferencja nowoczesnych technik w chirurgii naczyń i chirurgii ogólnej”. W programie oprócz tematów typowo chirurgicznych, mają się znaleźć wykłady z zakresu biologii molekularnej. Bardzo interesująco zapowiadają się dwa dni transmisji on-line zabiegów z sal operacyjnych, wykładów i dyskusji w gronie ekspertów i wykładowców z całej Polski. Patronat nad konferencją objęli: Prowincja Polska Zakonu Szpitalnego św. Jana Bożego prof. dr hab. med. Andrzej Dorobisz — konsultant krajowy ds. chirurgii naczyń prof. dr hab. med. Stanisław Molski — prezes Polskiego Towarzystwa Chirurgii Naczyniowej oraz prof. dr hab. med. Jan Kulig — konsultant krajowy ds. chirurgii ogólnej prof. dr hab. med. Adam Dziki — prezes Towarzystwa Chirurgów Polskich Szczegóły dotyczące konferencji znajdziecie Państwo na stronie www: http://www.bonifratrzy.pl/konferencje Na konferencję zaprasza Szpital Zakonu Bonifratrów św. Jana Grandego w Krakowie. Sojusz z wrogiem „Wróg mojego wroga jest moim przyjacielem” — głosi popularne porzekadło. Bakterie z rodzaju Salmonella, będące częstym czynnikiem etiologicznym zatruć pokarmowych, mogą okazać się sprzymierzeńcami człowieka w walce z nowotworami (jako narzędzia terapii genowej), czy groźnymi chorobami, takimi jak WZW typu B, gruźlica, cholera, dur brzuszny, AIDS i zapalenie płuc (w roli szczepionki). Właśnie udało się otrzymać szczep Salmonelli minimalizujący wystąpienie skutków ubocznych, zachowując przy tym jego potężna siłę działania . O rekombinowanych szczepionkach opartych na atenuowanych szczepach Salmonella (RASV) coraz częściej mówi się, że są klasą bardzo obiecujących środków profilaktycznych. Strategia polega na wykorzystaniu patogenu jako pokładu ładunkowego, dostarczającego antygeny innego chorobotwórczego organizmu, przeciwko któremu ma być skierowana szczepionka. Stara znajoma Salmonella, może niekoniecznie dobrze się kojarzy, ale za to świetnie sprawdza w roli takiego konia trojańskiego. Doustnie podana szczepionka RASV stymuluje reakcję z ramienia wszystkich trzech dróg odpowiedzi układu immunologicznego. Aktywacja odpowiedzi humoralnej, komórkowej i na błonach śluzowych zapewnia skuteczną ochronę przeciwko patogenicznym szczepom pneumokoków, które są czarnym charakterem tej historii. Streptococcus pneumonia, bakteria tlenowa to najczęstsza przyczyna zapalenia płuc, zapalenia ucha wewnętrznego, zapalenia opon mózgowych i bakteriemii. Należy do niechlubnego grona wiodących zabójców — samo dziecięce zapalenie płuc powoduje 3 miliony zgonów rocznie, przeważnie w biedniejszych krajach. Obecnie stosowane szczepionki nie gwarantują wielosezonowej ochrony wyjątkowo podatnych populacji. Konieczność ich stabilizacji, aby chronić je przed inaktywacją cieplną oraz podanie poprzez iniekcję są bardzo uciążliwe, szczególnie przy objęciu społeczeństw programem szczepień masowych w państwach rozwijającego się świata. Co więcej, wytworzenie pełnej odporności, wymaga ponawiania inokulacji. Wreszcie, zawrotnie duże koszty tych szczepionek sprawiają, że są niedostępne dla najbardziej potrzebujących. Problem zaostrza pojawienie się antybiotykoopornych szczepów pneumokoków, ponaglając naukowców do projektowania nowych, efektywnych i tanich szczepionek przeciwko tym bakteriom. Z odsieczą przychodzi oczywiście Salmonella. Rekombinowane szczepy są stosunkowo wszechstronnym wektorem — zdolne do dostarczenia antygenów pochodzenia wirusowego, bakteryjnego i pasożytniczego. Czasem jednak po ich podaniu występują efekty uboczne, w tym gorączka i dolegliwości jelitowe. Wiele z nich wiąże się z reakcją na lipid A, lipopolisacharyd znajdujący się w błonie zewnętrznej bakterii (LPS) gram-ujemnych. Zespół pod kierownictwem doktora Roy’a Curtissa, szefa Centrum Biodesignu Chorób Infekcyjnych i Wakcynologii na Uniwersytecie Stanu Arizona opracował metodę pozwalającą na uzyskanie szczepu wywołującego pięciokrotnie mniej efektów ubocznych i tak samo silnych właściwościach immunogennych, co szczepy typu dzikiego. Wyniki ich pracy znalazły się na okładce najnowszego wydania Journal of Immunology. W tych badaniach Salmonella została zmodyfikowana tak, by wytwarzała defosforylowaną formę lipidu A, zachowując przy tym swoje silne właściwości immunostymulujące. Osiągnięto to przy pomocy genu innego patogenu — fosfatazy lipidu A1 (lpxE) z polimorficznej pałeczki Francisella tularensis, wywołującej tularemię. W kolejnych doświadczeniach grupa wykazała, że dalej ulepszane szczepy Salmonella mogą efektywnie syntezować białko powierzchniowe pneumokoków (PspA), główny antygen odpowiedzialny za wyzwalanie produkcji przeciwciał przeciwko dwoince zapalenia płuc. Ten świetny kandydat na RASV odznaczał się niemal całkowitą defosforylacją lipidu A i niską toksycznością. Doświadczenia na zwierzętach potwierdziły skuteczność wywoływania silnej odpowiedzi humoralnej, ze znacznie lepszą ochroną przed szczepami Streptococcus pneumoniae typu dzikiego. Szczepionka na bazie zmodyfikowanej Salmonelli przeciwko dwoince zapalenia płuc jest już w trakcie I fazy badań klinicznych. Czy ta koalicja przyniesie zwycięstwo? Oby tak. Martyna Franczuk Dzięki praktycznemu wykorzystaniu technik inżynierii genetycznej możliwa stała się produkcja leków przez E. coli Źródło: Science Daily. Ruch to zdrowie psychiczne — także Z badań epidemiologicznych wynika, że dzieci, których matki w czasie ciąży przechodziły grypę, są w grupie podwyższonego ryzyka zachorowania na schizofrenię. Wiąże się to z atrofią hipokampa — ośrodka mózgu odpowiedzialnego za uczenie się i zapamiętywanie. Zespół naukowców z Uniwersytetu w Zurychu, Centrum Terapii Regeneracyjnych oraz Niemieckiego Centrum Chorób Neurodegeneracyjnych w Dreźnie wykazał, że aktywność fizyczna może kompensować to ryzyko. Dzieci zainfekowanych wirusem matek rozpoczynają życie ze zmniejszoną pulą komórek prekursorowych neuronów, co ma ujemny wpływ na procesy neurogenezy w dalszym życiu. Hipokamp odgrywa kluczową rolę w wielu chorobach natury psychicznej, co wiąże się ściśle z jego udziałem w procesach zapamiętywania, uczenia się, poznania, odpowiedzi na stres, regulacji nastroju, a także emocji. Obok wielu czynników genetycznych i środowiskowych, zapalenia tego obszaru są silnie zaangażowane w etiologię schizofrenii. Do sprawdzenia wpływu ruchu na przebieg i rozwój tego tajemniczego schorzenia, niemieckich i szwajcarskich badaczy zainspirowały doniesienia innych zespołów, w których przedstawiano wyniki dowodzące, że ćwiczenia fizyczne są bodźcem stymulującym neurogenezę w dorosłym życiu. Podwyższona aktywność koreluje ze zwiększonym przepływem krwi i neuroplastycznością w hipokampie, a u starszych polepsza zdolności poznawcze i pamięciowe. W trakcie doświadczeń na mysim modelu, u potomstwa zakażonych grypą samic zaobserwowano deficyty behawioralne, a także zmniejszoną neurogenezę w obrębie hipokampa. Aktywność telomerazy w komórkach prekursorowych neuronów była znacznie obniżona już od momentu urodzenia, co skutkowało szybkim skracaniem się telomerów. W przypadku zwierząt podejmujących aktywność fizyczną obserwowano poprawę ich zachowania i spowolnienie starzenia się komórek. „Czasem lepiej odejść od zmysłów, by nie zwariować” — śpiewała Edyta Bartosiewicz, a więc może lepiej po prostu… poćwiczyć? Martyna Franczuk Źródło: S. A. Wolf, A. Melnik, G. Kempermann, Physical exercise increases adult neurogenesis and telomerase activity, and improves behavioral deficits in a mouse model of schizophrenia, „Brain, Behavior, and Immunity” 5 (2011), s. 971-980. Dzięki praktycznemu wykorzystaniu technik inżynierii genetycznej możliwa stała się produkcja leków przez E. coli Oswajamy biotechnologię (V) — choroby neurodegeneracyjne Terapia genowa a leczenie chorób neurodegeneracyjnych Choroby neurodegeneracyjne od lat stanowią nie lada wyzwanie dla biotechnologów, ponieważ neurony nie posiadają zdolności do podziałów i regeneracji, tak jak chociażby wątroba. Terapia genowa wydaje się być w tym przypadku obiecującą perspektywą i celem dla astrocytów, fibroblastów, oligodendrocytów oraz macierzystych komórek nerwowych. Transfer odbywa się przy udziale wektorów wirusowych takich jak lentiwirusy, adenowirusy, wirusy towarzyszące adenowirusom i wirusy opryszczki (ang. herpes simplex virus), które brane są pod szczególną uwagę ze względu na neurotropizm (powinowactwo do układu nerwowego). Do tej pory w terapii chorób neurodegeneracyjnych stosowano kilka podejść. Wszczepiano genetycznie zmienione neurony płodowe, wykorzystywano wyizolowane nerwowe komórki macierzyste (ang. neural stem cell), wprowadzano (najczęściej do mózgu) prawidłowe geny, które uległy uszkodzeniu lub zmutowaniu. Próbowano także hamować ekspresję genów nieprawidłowych poprzez użycie strategii antysensownej czy też dokonywać transferu genów kodujących czynniki neurotroficzne. Choroby Alzheimera oraz Parkinsona znajdują się obecnie na samym szczycie piramidy chorób, które najczęściej występują u osób starszych. Warto zapoznać się z osiągnięciami terapii genowej, która ostatnimi laty daje nam ogromną nadzieję w walce z tymi schorzeniami. Choroba Alzheimera Choroba Alzheimera jest postępującą chorobą neurodegeneracyjną, w której destrukcji ulegają neurony cholinergiczne. Dochodzi do nadmiernej akumulacji płytek β-amyloidowych (produkt proteolitycznego cięcia białka APP za pomocą sekretaz) w przestrzeni zewnątrzkomórkowej oraz wewnątrzkomórkowym gromadzeniu się splątków neurofibrylarnych. Konsekwencją tego procesu jest zanik połączeń neuronalnych i samych neuronów w obszarze korowym oraz liczne procesy zapalne. Objawami są zaniki funkcji poznawczych oraz demencja. Głównym celem terapii genowej w przypadku leczenia tej choroby jest zwiększenie ekspresji neutotrofin, co zapobiega utracie neuronów cholinergicznych i zapewnia ich prawidłowe funkcjonowanie i ochronę. Naukowcy planują wykorzystać także inne strategie, między innymi: • zmniejszenie aktywności sekretazy, co ograniczyło by produkcję amyloidu, • zwiększenie ekspresji proteaz, które z kolei przyczyniłby się do rozkładu amyloidu. Testy kliniczne przeszły dotychczas próby z transferem ex vivo ludzkich fibroblastów i transferem in vivo polegającym na infuzji wektora AAV2 zawierającego NGF do przodomózgowia. Nadzieje daje także użycie terapii antysensownej przeciwko mRNA prekursorowego białka amyloidu. Choroba Parkinsona Patogeneza choroby Parkinsona opiera się na selektywnej, postępującej degeneracji neuronów dopaminergicznych w istocie czarnej (łac. substantia nigra) mózgowia. Odpowiada ona za kontrolę motoryczną i wynikiem jej uszkodzenia jest brak koordynacji ruchowej, drżenie mięśni i spowolnienie ruchów. Co ciekawe, objawy stają się zauważalne dopiero wówczas, gdy uszkodzeniu uległo około 80% neuronów. Naukowcom udało się ustalić, że za chorobę odpowiedzialna jest mutacja w genach α-synukleiny (jest to główne białko wchodzące w skład ciałek Lewy’ego) i innych białek zaangażowanych w szlak ubikwityna-proteasom. Dotychczas chorobę leczono farmakologicznie za pomocą L-Dopy, leku przyjmowanego doustnie. Jest to prekursor dopaminy, który po przejściu przez barierę krew-mózg zmienia się w aktywną dopaminę. Dlaczego terapia genowa wydaje się być atrakcyjna w leczeniu choroby Parkinsona? Po pierwsze jest to jednostka bardzo dobrze poznana pod względem patologicznym. Poznano także modele zwierzęce tej choroby. Istnieją dwie główne strategie terapii genowej. Pierwsza polega na zwiększeniu produkcji dopaminy w prążkowiu za pomocą wektorów wirusowych (głównie wirusów opryszczki i AAV). Na szczurzym modelu wykonano próbę dostarczenia cDNA dla hydroksylazy tyrozyny — enzymu, który bierze udział w produkcji dopaminy. Rezultatem było zwiększenie się poziomu dopaminy w prążkowiu o 120%, co bezpośrednio przełożyło się na poprawę motoryki gryzonia. Poważnym ograniczeniem w tym przypadku wydaje się być spadek poziomu dopaminy o 5-10% w ciągu kilku lat i wymóg wprowadzenia dodatkowego systemu regulującego jej poziom. Druga metoda polega na ochronie neuronów dopaminergicznych, nawet na wczesnym etapie choroby. Do ich przetrwania niezbędna jest nadekspresja czynników neurotroficznych takich jak: czynnik neurotroficzny pochodzący z gleju (ang. glial-dervived neurotrophic factor) oraz mózgowy czynnik neurotroficzny (ang. brain-derived neurotophic factor). Terapia ta okazała się być strzałem w dziesiątkę. Zaobserwowano nie tylko cofnięcie defektów motorycznych ale także brak ograniczeń w jej stosowaniu. Jak widać terapia genowa daje i będzie dalej dawać szanse na wyleczenie chorób neurodegeneracyjnych, których leczenie było do tej pory dość ograniczone. Naukowcy bez ustanku poszukują nowych dróg i terapii w ich leczeniu. Obecnie trwają także badania nad zastosowaniem terapii genowej w chorobie Huntingtona, stwardnieniu zanikowym bocznym i chorobie Canavan. Paulina Kłos Literarura: 2. Herzog Roland W., Zolotukhin Seregei, A Guide to Human Gene Therapy, World Scientific Publishing Company 2010. 2. Szala Stanisław Terapia genowa, Wydawnictwo Naukowe PWN 2003. Już jutro Fitoremediacja naturalną metodą oczyszczania zanieczyszczonego środowiska Katarzyny Kamel. Dzięki praktycznemu wykorzystaniu technik inżynierii genetycznej możliwa stała się produkcja leków przez E. coli Molekularny klej może stać się przełomem w leczeniu raka Naukowcy z Uniwersytetu w Toronto dokonali genialnego odkrycia, które już wkrótce może zrewolucjonizować leczenie nowotworów. „Molekularny klej”, bo tak nazywa się przedmiot ich badań, przyczepia się do białek charakterystycznych dla promocji kancerogenezy, przyciąga je do błony komórkowej, hamując wzrost komórek nowotworowych i sprawiając, że są one bardziej podatne na chemioterapię. Profesor Patrick Gunning z Wydziału Chemii i Fizyki Uniwersytetu w Toronto, twierdzi, że jest to nie tylko obiecująca, ale przede wszystkim niezwykle innowacyjna metoda leczenia raka. Jej działanie opiera się bowiem na hamowaniu mobilności konkretnych białek w komórce. Jak wygląda molekularny klej? Kształtem przypomina nieco hantel. Z jednej strony znajduje się region przypominający kotwicę, który przykleja się do błony komórkowej, natomiast z drugiej strony umieszczona jest cząsteczka, wiążaca się specyficznie do białek, których ekspresja i produkcja odpowiedzialna jest za rozwój raka. Nowa terapia wydaje się nie nieść ze sobą żadnych poważnych skutków ubocznych. Naukowcy wykazali, że cząsteczka rozpoznająca dane białko jest strukturą dość wybredną i nie ma możliwości niespecyficznego jej wiązania z innym białkiem. Zatem nie powinna ona wywoływać takich działań niepożądanych jakie przypadają w udziale tradycyjnym lekom przeciwnowotworowym. Wynalazek naukowców z Uniwersytetu w Toronto jest gotowy do przejścia w fazę przedkliniczną i pozostaje nam tylko mieć nadzieję, że w przyszłości będzie przyczyni się on do zahamowania niekontrolowanego wzrostu komórek nowotworowych i da szasnę na wyzdrowienie ludziom chorym na raka na całym świecie. Paulina Kłos Literatura: 1. AndhraNews. 2. Avadisian Miriam et. al., Artificially Induced Protein–Membrane Anchorage with Cholesterol-Based Recognition Agents as a New Therapeutic Concept, „Angewandte Chemie”, Vol. 123 (2011), s. 6372-6377. 3. PhysOrg. Dzięki praktycznemu wykorzystaniu technik inżynierii genetycznej możliwa stała się produkcja leków przez E. coli Bakteryjne czy wirusowe? Nowy test pozwoli szybko określić rodzaj zakażenia Popularne zakażenia mają często podobne objawy, ale wymagają zupełnie innego leczenia, gdyż antybiotyki zabijające bakterie nie działają na wirusy. Zespół Roberta Marksa i Darii Prilutsky z izraelskiego Uniwersytetu Ben-Guriona w Negev opracował nowy test, umożliwiający lekarzom szybkie postawienie właściwej diagnozy. Autorzy pracy, która ukazała się pod koniec kwietnia w czasopiśmie Analytical Chemistry, podkreślają wagę prawidłowego rozpoznania przyczyny infekcji, odpowiednio szybkiej reakcji i wdrożenia stosownego leczenia. W przypadku nieleczonej bakteryjnej infekcji gardła, może ona ulec pogorszeniu. Z kolei niepotrzebne przyjmowanie antybiotyków przez pacjentów zakażonych wirusem przyczynia się do pogłębienia problemu lekoopornych szczepów bakterii. Obecnie stosowane metody rozróżniania obu typów infekcji są czasochłonne i czasem nierzetelne. Test zaprezentowany przez izraelskich naukowców ułatwi lekarzom szybkie i trafne rozpoznanie choroby. Badacze wykorzystali fakt, że układ immunologiczny pacjentów z infekcjami bakteryjnymi reaguje inaczej niż u tych zarażonych wirusem. Test opiera się na stworzeniu poszczególnych wzorców odpowiedzi, jakie zostały zidentyfikowane w krwi pacjentów. Jest właściwie nowym zastosowaniem techniki rutynowo wykorzystywanej w laboratoriach immunologicznych do oznaczania aktywności granulocytów lub fagocytów. Granulocyty i fagocyty odgrywają główne role w odpowiedzi obronnej gospodarza w czasie trwania infekcji. Przechodzą wówczas zmiany funkcjonalne, które różnią się w zależności od jej rodzaju. Ich aktywność może być określona przez ilościową analizę powstających reaktywnych form tlenu, które utleniają chemiluminescencyjny związek — luminol. „Metoda jest szybka, łatwa i może być dostępna komercyjnie, stąd przedstawia dużą wartość predykcyjną i nadaje się do wprowadzenia w wielu placówkach medycznych jako wskazówka przy podejmowaniu klinicznych decyzji” — prognozują autorzy publikacji. Martyna Franczuk Źródła: Science Daily. Analytical Chemistry. Dzięki praktycznemu wykorzystaniu technik inżynierii genetycznej możliwa stała się produkcja leków przez E. coli Genetyczna wojna z glejakiem Genetycznie modyfikacje szpiku kostnego pomagają chronić pacjentów przed szkodliwymi efektami chemioterapii. Wyniki najnowszych badań dają nadzieję chorym cierpiącym na guzy mózgu. Jedną z metod leczenia nowotworów jest chemioterapia. Polega ona na zastosowaniu leków cytostatycznych, czyli takich, które działają toksycznie na szybko dzielące się komórki. Ten rodzaj kuracji jest szkodliwy również dla innych, zdrowych tkanek, między innymi dla szpiku kostnego. Właściwość ta często uniemożliwia stosowanie skutecznych dawek odpowiedniego leku. Jak donoszą naukowcy z Centrum Badań nad Rakiem Freda Hutchinsona (USA), rozwiązaniem tego problemu mogą być genetyczne modyfikacje potencjalnie wrażliwych komórek. Wprowadzone zmiany uczyniłyby je odpornymi na chemioterapię i tym samym obniżyły wrażliwość pacjenta na szkodliwe działanie leków. Nową metodę przetestowano już w warunkach klinicznych, a wyniki badań przedstawiono na corocznym spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Terapii Genowej w Seattle. Pobrane komórki macierzyste zmodyfikowano za pomocą wektora retrowirusowego i ponownie wprowadzono do organizmu chorego, znajdującego się w stanie terminalnym. Wstępne wyniki są bardzo zachęcające. Po upływie dwóch lat od eksperymentu, pacjent nie tylko żyje, ale również nie obserwuje się u niego żadnych objawów wskazujących na postępowania choroby. Odkrycie to jest szczególnie istotne dla osób cierpiących na glejaki, czyli najbardziej złośliwe nowotwory centralnego układu nerwowego. Obecnie, średnia przeżywalność chorych z glejakami pacjentów wynosi zaledwie 8 do 15 miesięcy. Ich rokowania są wyjątkowo złe z uwagi na małą skuteczność dostępnych leków. Ten typ nowotworu cechuje się dużą zawartością białka MGMT zaangażowanego w bezpośrednią naprawę DNA. Cząsteczka ta usuwa szkodliwe grupy alkilowe i przez to niweluje skutki uszkodzeń, powodowanych przez dużą grupę chemioterapeutyków. Skuteczność terapii można w tych wypadkach zwiększyć poprzez inaktywację niekorzystnych mechanizmów naprawczych. W tym celu stosuje się dodatkowy lek — benzyloguaninę, która blokuje ekspresję MGMT i dzięki temu zwiększa wrażliwość komórek guza na środki alkilujące. Jednakże metoda ta zmniejsza poziom MGMT również w zdrowych komórkach, na przykład krwi oraz szpiku kostnego, czyniąc je tym samym o wiele wrażliwszymi na chemioterapię. Wprowadzenie genów odporności może pomóc uchronić zdrowe komórki przed szkodliwymi skutkami złożonej chemioterapii, stanowiącej niekiedy jedyną nadzieję dla pacjentów z guzami mózgu. Żródło: Materiały udostępnione na stronie Centrum Badań nad Rakiem Freda Hutchinsona (Fred Hutchinson Cancer Research Center) . Dzięki praktycznemu wykorzystaniu technik inżynierii genetycznej możliwa stała się produkcja leków przez E. coli Pierwszy w historii przeszczep syntetycznej tchawicy Po raz pierwszy w historii pacjentowi przeszczepiono nową tchawicę utworzoną z syntetycznego rusztowania pokrytego własnymi komórkami macierzystymi. Trzydziestosześcioletni mężczyzna po zabiegu czuje się dobrze i jest na dobrej drodze do pełnego wyzdrowienia. Operacja została przeprowadzona w zeszłym miesiącu, w szpitalu Instytutu Karolinska w Sztokholmie przez profesora Paolo Macchiariniego. Chirurg stał na czele międzynarodowego zespołu do którego należeli także między innymi, Alexander Seifalian z University College London, który zaprojektował i zbudował rusztowanie tchawicy oraz przedstawiciele firmy Harvard Bioscience, która wyprodukowała specjalnie zaprojektwany bioreaktor. To dzięki niemu możliwe stało się przeprowadzenie opłaszczania polimerowego rusztowania komórkami macierzystymi. Komórki rosły na rusztowaniu wewnątrz bioreaktora przez dwa dni zanim przeprowadzono transplantacje. Ponieważ dawcą komórek macierzystych i biorcą przeszczepu była ta sama osoba, nie było konieczności podawania pacjentowi leków immunosupresyjnych. Mężczyzna, któremu przeszczepiono tchawicę, cierpiał z powodu późnego stadium nowotworu tego narządu. Pomimo leczenia z zastosowaniem radioterapii, zmiany nowotworowe osiągnęły około 6 centrymetrów długości i zaczęły obejmować również oskrzela, blokując tchawicę. Ze względu na brak właściwego dawcy, transplantacja sztucznej tchawicy była jedyną deską ratunku dla pacjenta. Pomyślna transplantacja sztucznych narządów pokrytych komórkami własnymi może otworzyć nowe terapeutyczne możliwości dla wielu pacjentów cierpiących z powodu nowotworów tchawicy lub innych chorób blokujących drogi oddechowe. Naukowcy chcieliby również zastosować je w leczeniu innych chorób, na przykład choroby niedokrwiennej serca. Z punktu widzenia pacjentów oznaczałoby to, że nie musieli by oni czekać na odpowiedniego dawcę, a jak wiadomo zaoszczędzony czas i wcześnie przeprowadzona operacja znacznie zwiększają szansę na powrót do zdrowia. Marcin Wawrzyniak Dzięki praktycznemu wykorzystaniu technik inżynierii genetycznej możliwa stała się produkcja leków przez E. coli
