Tęczowe neurony

Mózg ludzki jest wyjątkowy, to tajemnica naszej inteligencji. Tylko jak go badać? W naszym mózgu znajduje się około 100 mld neuronów połączonych ze sobą licznymi wypustkami. Każdy neuron ma jeden długi akson przez który wysyła sygnały i wiele krótkich dendrytów którymi odbiera sygnały od innych komórek nerwowych.
Naukowcy od dawna chcieli zbadać układ połączeń między neuronami w mózgu. Jeszcze nie dawno niemożliwe było dojrzeć cokolwiek w tym pozornie nieuporządkowanym gąszczu, teraz otrzymujemy takie cudeńka:

Piękne, nieprawdaż? Ale jak oni to zrobili? Kilkadziesiąt lat temu odkryto białko zielonej fluorescencji. Potem stworzono jego modyfikacje świecące w innych kolorach. Wprowadzenie do komórki genu kodującego takie świecące białko nie stanowi dla naukowców większego problemu. Jednak podstawowa technologia modyfikacji genetycznych umożliwiała uzyskanie zwierzęcia z neuronami świecącymi w co najwyżej dwóch kolorach. Pomagało to w odpowiedzi na niektóre pytania, ale było dalekie od tego:

Oto co razem potrafią stworzyć natura i naukowiec!

By uzyskać wielobarwne neurony badacze użyli tylko trzech kolorów. Stworzyli oni konstrukty zawierające geny trzech białek: niebieskiej, żółtej i czerwonej fluorescencji. Zostały one przygotowane tak, że tylko jeden z trzech genów mógł ulegać ekspresji w komórce, tzn. powstawało białko w jednym z trzech kolorów. Na zdjęciach widać jednak znacznie więcej niż trzy barwy. Jak to możliwe? Do każdej komórki wprowadzono kilka takich konstrukótw, każdy działający niezależnie i losowo eksprymujący jedno z trzech białek. W związku z tym jeśli np. aktywowane zostaną wyłącznie geny kodujące białko czerwonej fluorescencji neuron będzie czerwony, ale jeśli uaktywni się jeden gen czerwonej i dwa żółtej fluorescencji otrzymamy neuron jasnopomarańczowy. Działa to podobnie jak w drukarce atramentowej: tusz jest czarny, żółty, niebieski i magenta, a uzyskujemy całą paletę barw. Podobnie tu z trzech podstawowych kolorów badacze uzyskali paletę około 90 barw.
Swoje dzieło nazwali Brainbow od angielskich słów brain - mózg i rainbow - tęcza.

GMO-reaktywacja

Dawno mnie tu nie było, oj dawno. Ale postanawiam wrócić. Już wkrótce pojawią się nowe, mam nadzieję ciekawe posty.
A może ci, którzy tu zajrzą podpowiedzą o czym chcieliby przeczytać? Z chęcią wyjaśnię zagadnienia nurtujące tych, którzy patrzą na biotechnologię jak na czarną magię.

Zielone źródło insuliny

Cukrzyca to choroba spowodowana brakiem lub nieprawidłowym działaniem insuliny. Hormon ten odpowiada za wchłanianie cukru z krwi do komórek. Wyróżnia się dwa podstawowe typy cukrzycy: I typu (insulinozależną), kiedy trzustka nie produkuje insuliny i II typu (insulinoniezależną), kiedy komórki nie odpowiadają na działanie hormonu. Cukrzycę I typu leczy się poprzez podawanie insuliny, zwykle w formie zastrzyków.

Początkowo chorym podawano insulinę izolowaną z trzustek zwierząt, jednak była ona źle tolerowana przez organizm. Biotechnologia i inżynieria genetyczna umożliwiły produkcję ludzkiej insuliny w komórkach bakterii i drożdży. Obecnie naukowcy donoszą o postępach w tworzeniu genetycznie modyfikowanych roślin zawierających insulinę.

Badacze z USA stworzyli sałatę i tytoń, które posiadały gen ludzkiej proinsuliny. Hormon był produkowany w chloroplastach. Sproszkowane liście sałaty podawano myszom NOD. Są to myszy, u których spontanicznie rozwija się autoimmunologiczna postać cukrzycy przypominająca ludzką cukrzycę typu I, więc stanowią znakomity model do badań nad tą chorobą. Okazało się, że u myszy karmionych modyfikowaną sałatą z insuliną poziom glukozy we krwi i w moczu był niższy, niż w grupie kontrolnej, która nie dostawała sałaty - udało się więc zlikwidować objawy cukrzycy.

Ponadto wydaje się że zdołano również, przynajmniej częściowo, zlikwidować przyczynę cukrzycy. W tej chorobie układ immunologiczny zaczyna niszczyć swoje własne odpowiedzialne za produkcję insuliny komórki β wysepek Langerhansa w trzustce. Ich zniszczenie prowadzi do niedoboru insuliny w organizmie. Okazało się, że myszy karmione sałatą z insuliną miały więcej komórek β, niż grupa kontrolna. Naukowcy podejrzewają, że zahamowanie procesu niszczenia własnych komórek β przez organizm związane jest z zależną od limfocytów Th2 nabytą tolerancją na doustną insulinę.

Badacze mają nadzieję, że ich sałata podobnie zadziała na ludzi. Może już niedługo będzie można pokonać chorobę jedząc odpowiednio przygotowaną sałatkę, zamiast robić sobie zastrzyki?

Limfocyt kontra nowotwór

W czasopiśmie "The New England Journal of Medicine" naukowcy opublikowali obiecujące doniesienia dotyczące nowego sposobu wali z nowotworami. Badacze zdołali tak pobudzić układ immunologiczny chorego, iż był on w stanie sam zniszczyć guza. Zaletą tego typu leczenia, w porównaniu z chemioterapią, jest wybiórcze niszczenie wyłącznie komórek nowotworowych, podczas gdy tradycyjne leki mają liczne skutki uboczne i wpływają negatywnie na cały organizm.

Podobne badania były już prowadzone od lat, jednak po raz pierwszy efekty były tak dobre. Podczas poprzednich prób immunoterapia była łączona z chemioterapią. Tym razem zrezygnowano całkowicie z dodatkowych leków.

Naukowcy wyizolowali z krwi mężczyzny chorującego na raka skóry limfocyty T4+. Wyizolowane limfocyty miały zdolność rozpoznawania specyficznych białek obecnych na powierzchni komórek nowotworowych. Te komórki zostały namnożone w laboratorium, a następnie wprowadzone ponownie do krwi chorego. Po dwóch miesiącach od wstrzyknięcia limfocytów tomografia komputerowa nie wykazała obecności jakichkolwiek guzów, mimo że przed podjęciem leczenia pacjent miał liczne przerzuty do płuc i węzłów chłonnych. Co więcej po dwóch latach od terapii nie nastąpiła wznowa.

Limfocyty T4+ to jede z rodzajów białych ciałek krwi odpowiedzialnych za walkę z infekcjami. Są to tak zwane komórki pomocnicze. Ich zadaniem jest rozpoznanie chorych komórek, oraz pobudzenie limfocytów T8+ zwanych "komórkowymi zabójcami" do atakowania komórek nowotworu. W przeciwieństwie do leków, które są szybko usuwane z organizmu, komórki T4+ pozostają we krwi człowieka przez dziesiątki lat chroniąc przed wznową nowotworu.

Opisane badania przeprowadzono tylko na jednym pacjencie. Osiągnięty sukces skłonił badaczy do podjęcia kolejnych prób, tym razem na większej grupie chorych. Jeśli i te próby zakończą się sukcesem terapia zostanie wdrożona w ciągu kilku lat.

Nawet bakteria nie siada

Choć od czasów Fleminga i odkrytej przez niego penicyliny stworzono już wiele nowych antybiotyków bakterie wciąż stanowią nie lada problem. Te małe jednokomórkowe organizmy mogą dzielić się nawet co 20 minut. Dzięki temu nie tylko bardzo szybko zasiedlają nowe miejsca, ale też bardzo szybko ewoluują przystosowując się do nowego środowiska. Ponadto bakterie mają niezwykłą zdolność przekazywania sobie wzajemnie genów warunkujących odporność na niekorzystne warunki środowiska i szkodliwe substancje np. antybiotyki. Geny te kodują białka, które maja zdolność zniszczyć cząsteczkę antybiotyku, albo wyrzucić ja z wnętrza bakterii.
Z powyższych powodów naukowcy poszukujący nowych leków są zawsze o krok za bakteriami. Największy problem stanowią bakterie żyjące w środowisku szpitalnym. Okazuje się ze to właśnie w szpitalu najłatwiej złapać groźną infekcję spowodowaną przez bakterię odporną na wiele różnych antybiotyków. Ze względu na stosowanie w szpitalach wielu różnych środków bakteriobójczych to co przetrwało na prawdę trudno jest zwalczyć.
By zwiększyć wrażliwość bakterii na antybiotyki należałoby na pewien czas zaprzestać ich stosowania. Wówczas bakterie utraciłyby geny warunkujące odporność. Jak to możliwe? Geny te zanjdują cię zwykle nie na chromosomie, który zawiera podstawowe geny, niezbędne do życia komórki, ale na plazmidzie - małej kolistej cząsteczce DNA. Taki plazmid jest dla bakterii dodatkowym balastem i bakterie utrzymują go tak długo jak długo jest to dla nich korzystne. Gdy ze środowiska znikają antybiotyki geny niesione na plazmidzie stają się niepotrzebnym obciążeniem i plazmid jest gubiony podczas kolejnych podziałów. Z oczywistych powodów nie możemy jednak tak po prostu przestać używać antybiotyków i detergentów w szpitalach.
Stąd pomysł pewnej firmy by stworzyć polimery, który będą miały właściwości samo- -sterylizujące. Polimery takie mogłyby posłużyć do wykonywania blatów, prześcieradeł chirurgicznych itp. Jeśli bakteria znajdzie się na np. na blacie wykonanym z takiego polimeru oddziaływanie polimeru ze ścianą komórkową bakterii całkowicie uniemożliwi patogenowi rozmnażanie i spowoduje jego śmierć w krótkim czasie. Mechanizm działania całkiem odmienny od antybiotyków uniemożliwi bakteriom uzyskanie odporności.
Twórcy tego szczególnego materiału przypominają, że ma on właściwości samo-sterylizujące a nie samo-czyszczące. Do mycia i prania nie trzeba będzie jednak stosować tak silnych detergentów, zbędne też staną sie dodatkowe zabiegi mające na celu wyjałowienie.
...i nawet bakteria nie siądzie :D

Wykryć nowotwór

Onkolodzy jak mantrę powtarzają, że wyleczenie nowotworu zależy od tego jak szybko zostanie wykryty. Większość obecnie dostępnych badań jest dość czasochłonna i wymaga opanowania skomplikowanych procedur przez osobę wykonującą badanie i interpretującą jego wynik.
Teraz, dzięki naukowcom z Texasu, okazuje się że można wykryć nowotwór szybciej i łatwiej niż komukolwiek się śniło. Wystarczy badanie śliny. Wydaje się niewiarygodne, a jednak jest możliwe.
Ślina to nie tylko woda, ale też mieszanina ogromnej ilości białek. Skład tej mieszaniny ulega zmianie pod wpływem procesów chorobowych toczących się w naszym ciele. Badacze znaleźli 49 specyficznych białek, których zmiany stężenia mogą nas informować o rozwoju raka piersi. Co więcej, badanie zawartości w ślinie tych białek pozwala nie tylko stwierdzić obecność nowotworu, ale także ocenić stopień jego zaawansowania.
Obecnie naukowcy pracują nad stworzeniem urządzenia, które umożliwiłoby przeprowadzenie badania w gabinecie lekarza rodzinnego czy u dentysty. Ponadto trwają badania mające na celu znalezienie białek które pomogłyby w diagnozowaniu innych niż rak piersi nowotworów.

Marchewka czy suplment diety?

Już dziesiątki lat temu autorzy powieści science-fiction snuli wizję zastąpienia jedzenia tabletkami: biała tabletka zamiast bułeczki, czerwona zamiast wędlinki i może jeszcze zielona kapsułka zamiast sałaty. Wystarczy popić wodą i już zjedliśmy śniadanie zapewniające nam dokładnie zbilansowaną dawkę węglowodanów, białek, tłuszczy, witamin i mikroelementów, która zaspokoi nasze potrzeby aż do obiadu również składającego się z kilku pigułek i szklanki wody.

Obecnie w sklepach i Internecie zaroiło się od różnego rodzaju suplementów diety, a w szczególności przeróżnych antyoksydantów. W teorii mają one uzupełnić wszelakie niedobory diety i zapewnić długie i zdrowe życie za "przystępną" cenę. Tak głoszą reklamy i napisy na opakowaniach: "…może chronić przed szkodliwym działaniem wolnych rodników i wspomagać ochronę układu krążenia.*" Większość z nas niestety nie dostrzega lub ignoruje gwiazdkę na końcu zdania. Jeśli jednak zechcemy się dowiedzieć co się pod tą gwiazdką kryje, przeczytamy bardzo drobnym druczkiem: "Powyższe twierdzenie nie zostało potwierdzone przez FDA. Ten produkt nie jest przeznaczony do leczenia i zapobiegania jakimkolwiek chorobom."
A zatem chronią czy nie chronią?
Antyoksydanty, jak nazwa wskazuje, mają chronić przed oksydacją, czyli utlenianiem. Procesy utleniania i produkcja wolnych rodników są nieodłączną częścią metabolizmu. Prawdą jest, że nadmiar wolnych rodników może wyrządzać w organizmie szkody, np. poprzez zwiększanie lepkości cholesterolu wolne rodniki sprzyjają powstawaniu zatorów w naczyniach krwionośnych, a to prowadzi do zawałów serca. Jednak prawidłowo działający organizm ma wystarczająco dużo mechanizmów obronnych by chronić się przed reaktywnymi formami tlenu. Wystarczy wspomóc go spożywając warzywa i owoce zawierające witaminy C, A i E np. tytułową marchewkę. Ponadto intensywna produkcja wolnych rodników, tzw. "wybuch tlenowy" jest jednym ze sposobów niszczenia patogennych mikroorganizmów.
Podczas gdy wiele badąń pokazało korzystny wpływ na stan zdrowia, a przede wszystkim układu krążenia, diety bogatej w warzywa i owoce zawierające naturalne antyoksydanty, wiele innych badań pokazało, że suplementy diety nie mają tak korzystnych właściwości. Ponadto ich nadmiar może nam zaszkodzić utrudniając zachodzenie naturalnych procesów utleniania.
Jak wyjaśnić to, że witaminy zawarte w pożywieniu i te w tabletkach mogą różnie działać? W końcu to te same witaminy. Wyjaśnienia mogą być dwa. Po pierwsze jest bardzo prawdopodobne, że osoby stosujące zdrową, zróżnicowaną dietę dbają o swoje zdrowie również poprzez dużą aktywność fizyczną, a więc chronią się przed zawałami lepiej niż ci, który ograniczają się do łykania tabletek. Po drugie witaminy zawarte w pożywieniu z natury są we właściwych proporcjach i właściwej postaci. Natomiast stworzenie idealnie zbilansowanej sztucznej mieszaniny i podanie jej w najlepiej przyswajalnej formie graniczy z cudem.
Ja zatem stawiam na marchewkę.