Inekcija kao privremeno rešenje za slepilo

Inekcija posebne supstance, ubačena direktno u oči, može vratiti vid kod slepih miševa (ne kod ljiljka – njima ni ne treba bolje). Ovo dostignuće može dovesti do terapije koja može pomoći ljudima koji su u nekom trenutku izgubili vid. Barem tako kaže jedna od skorašnjih studija. Istraživači koji su otkrili hemijsku smešu nastavljaju istaživanje, kako bi ostvarili napredniju verziju, namenjenu ljudskoj upotrebi.

Dva najveća uzroka slepila su retintis pigmentosa (genetička bolest) i postepena degradacija, kao posledica starenja. Obe pojave karakteriše oštećenje ćelija mrežnjače oka (štapićaste ćelije). Na taj način oko gubi svoje fotoreceptivne ćelije. Postoje terapije za lečenje takvih simptoma, koje se fokusiraju na obnavljanju funkcija mrežnjače. Neki od pristupa su ubacivanje matičnih ćelija u oko, implantacija smeša koje su osetljive na svetlost – uz pomoć virusa, kao i ugradanja električnih uređaja i veštačkih mrežanjča. Sada, hemikalija nazvana AAQ može učiniti da oštećene ćelije postanu ponovo osetljive na svetlost, i nije potrebna druga supstanca ili prisustvo matičnih ćelija.

Ričard Kramer (Richard Kramer), profesor molekularne biologije i citologije sa univerziteta u Kaliforniji (Barkli) je sa svojim timom izabrao AAQ, jer se ponaša kao specifični fotoprekidač, sposoban da uzbudi neurone u prisustvu svetlosti. Vezuje se za jone kalijuma (K) na površini ćelija i kada je hemikalija izložena svetlosti, ona menja tok jona. Ovaj protok jona aktivira neurone. Kramer i koautor rada, Dirk Trauner (Dirk Trauner), hemičar sa univerziteta u Minhenu su bili prvi koji su sintentizovali AAQ pre nekoliko godina.

U ovom eksperimentu, tim je radio na miševima koji su bili genetički modifikovani, na taj način da bi štapićaste ćelije u njihovim očima jednostavno izumrele posle nekoliko meseci od rođenja. Kada su miševi primili inekciju supstance AAQ oni bi se sklonili od svetla i njihove zenice bi kontrahovale, što ukazuje da je njihov mozak primio svetlosne signale, tvrde istraživači.

Slep i onaj ko vidi: mišije oko na levoj strani ne reaguje na svetlost; na desnoj strani je oko koje prima svetlosne signale

U posebnoj studiji objavljenoj u istom žurnalu gde i prva studija, naučnici su pokazali da genetička terapija može povratiti sluh kod gluvih miševa. To je prvi put da je genetička (nasledna) gluvoća kod miševa uspešno tretirana. Naravno, to predstavlja novu polaznu tačku u medicinskim istraživanjima koja bi pomogla gluvim ljudima.

Međutim, ključni napredak u studiji koja se bavi slepilom jeste činjnica da nema učešća spoljnih gena. Nema potreba ni za matičnim ćelijama ili virusima – AAQ radi sam ceo posao, i to je relativno jednostavna hemikalija, pa se može koristiti uporedo sa drugim terapijama. Postoji mana – efekat hemikalije iščezava u periodu od nekoliko dana, kažu istraùivači. Neki smatraju da bi periodično davanje inekcija prestavljalo manje invazivan pristup prilikom rešavanja problema vida kod ljudi sa gubitkom istog. Rad koji detaljno objašnjava eksperiment se pojavio u čaospisu Neuron.

Personalni „mišiji“ model – mali „avatari“ u borbi protiv raka

Avatar – Prema hinduizmu ovaj pojam je izveden od staro indijskog pojma avatara što znači silazak i upućuje na božansku manifestaciju ili inkarnaciju na zemlji.Model personalizovanog miša je u suštini jedna od najboljih paradigmi varijanti ovog starog religijskog koncepta, s tom malom razlikom, što nema veze sa religijom. U prvom planu je medicina i zdravlje čoveka.

Slobodno rečeno, mišiji „avatari“ bi mogli u budućnosti da omoguće lekarima da nađu najefikasnije rešenje za borbu protiv raka, pre nego što ga primene na samom pacijentu. Barem tako tvrde istraživači koji su se skupili na godišnjem skupu organizacije HUGO (Human Genome Organisation) u Australiji tokom druge polovine marta meseca ove godine.

„Korišćenjem personalizovanih avatara bi omogućilo da probamo različite kombinacije lekova i da napravimo i ispravimo greške pre nego što ih primenimo u kliničkoj praksi“, kaže Edison Liu (Edison Liu), predsednik HUGO organizacije i vođa laboratorije Jackson Laboratory iz Bar Harbora u Mejnu. „To je smer istraživanja koji mnoge istraživačke grupe, trenutno, prate.“

Pojam „Avatara“ se koristi u neformalnoj komunikaciji među istraživačima. Pojam podrazumeva korišćenje miša ili neke druge životinje u istraživanju koje će omogućiti nalaženja leka za konkretnog pacijenta. Pacijentu koji poseduje tumor, deo tog tkiva bi se odstranio i nakalemio na životinju. Tako bi se stvorio personalni model raka pacijenta koji se ne nalazi na samom pacijentu. Tako postavljen model bi postao „ogledno polje“ na kome bi se isprobali lekovi, koji bi mogli da izleče specifičan tumor.

Ideja ovog pristupa je jednostavna – rak koji se pojavljuje kod pacijenta je uvek specifičan i pomalo modifikovan, jer je nastao od tkiva samog pacijenta. Zbog toga, medicinari imaju pred sobom uvek drugačiju bolest da leče i ako su do sada imali posla sa mnogo primera raka pluća, na primer. Zbog toga ni jedan rak (tumor) nije isti i nije teško pretpostaviti da se lečenje mora prilagoditi svakom pacijentu posebno. Tretiranje pacijenta ne isprobanim kombinacijama lekova, gde se ne može predvideti konačan rezultat terapije predstavlja, u najmanju ruku, kockanje sa životom tog istog pacijenta. Kako je neophodno da se eliminiše tkivo tumora, a da se ne ošteti sve ostalo, bilo bi dobro onda imati njegov uzorak van pacijenta i probati razne metode lečenja. Na taj način je nastao koncept personalizovanog avatara. Da, jeste okrutno kao što zvuči, ali mali avatar će preuzeti sav rizik tretiranja raznim lekovima, sve dok se ne nađe prava kombinacija. Za to vreme pacijent može biti u bolnici pod sredstvima koja samo sprečavaju dalje napredovanje tumora, sa minimalnim rizikom za komplikovanje, već nezgodne, situacije.

U jednom primeru ovog pristupa istraživač Šin Grimond (Sean Grimmond) sa univerziteta Queensland iz Brizbena, zajedno sa svojim kolegama (Australian Pancreatic Cancer Genome Initiative) analizirali su uzorak pankreasa da bi identifikovali mutaciju koja bi ga učinila podložnim određenim lekovima. Zbog toga, oni su napravili personalni mišiji model, tako što su metodom ksenotransplantacije premestili deo pacijentovog tumora na miša sa oslabljenim imunim sistemom (imonodeficiencija). To im je omogućilo da testiraju reakciju tumora na lek mitomicin C, koji je prema početnim analizama mogao biti efikasan u tretiranju raka. Nastavak priče je pomalo ironičan. Istraživači su objavili, u svom izveštaju na godišnjem okupljanju, da je se tumor pod dejstvom leka smanjio, ali dok čekao ishod, pacijent je preminuo.

Bez obzira na ovaj polovičan uspeh (ili neuspeh), istraživači misle da bi ovakav pristup u lečenju mogao dati dobre rezultate, u budućnosti. Za sada, manje od 5% ljudi sa rakom pankreasa u SAD preživi više od 5 godina. Uobičajeni tretman, lekom gemcitabine, produžava život pacijenta do godinu dana.

„Idealna situacija bi bila da se istraživanje prirode raka počne u najranijoj fazi, jer dok rak postane otporan na standardne tretmane, lekari mogu da sprovedu dovoljno testova i da nađu odgovarajući lek“, kaže onkolog Manuel Hidalgo (Manuel Hidalgo) sa španskog nacionalnog centra za istraživanje raka u Madridu. On u svojoj kliničkoj praksi koristi, takođe, ksenograftski (xenograft) model u tretiranju raka pankreasa.

Grimondov tim, koji je deo organizacije ICGC (International Cancer Genome Consortium) je otkrio veliki opseg mutacija analiziranjem genoma od preko 100 ljudskih tumora pankreasa. Potpomognut rezultatima prethodnih genomskih analiza ovog tumora, tim je uočio nekoliko gena koji su važni za rast i razvoj nervnih ćelija. Ovaj rezultat je u saglasnosti sa prethodnim istaživanjima, što sugeriše da proteini koje kodiraju geni koji aksone (akson – nervno vlakno) vode do njihovog odredišta mogu biti dobra meta za lekove protiv raka. „Zanimljiva je pomisao da ova spoznaja može dati nagoveštaj kako je rak pankreasa dobar u napadanju nerava, što prouzrokuje velike bolove kod pacijenta“, kaže Grimond.

„Ova strategija je posebno pogodna kada su u pitanju heterogenomski tumori kao što je rak pankreasa“. kaže Andriju Biankin (Andrew Biankin), vođa Garvin instituta u Sidneju (Asutralija) koji se bavi istraživanjem ovog tumora. On je, takođe, vodeći saradnik u projektu koji vodi ICGC. Za takve tumore, kombinacija lekova koja napada više meta unutar zloćudnog tkiva ima veće šanse da bude efikasna, nego jedan velika teška terapija koja napada samo jednu tačku, tvrdi Biankin.

„Ovo može pomoći da se uštede velike količine lekova koje bi inače bile iskorišćene (da ne kažemo bačene) zbog sporog reagovanja prilikom kliničkih proba.“, kaže Biankin. On će predvoditi australiski klinički test pod imenom IMPACT, koji će proširiti postojeću studiju tako što će uvrstiti još pacijenata sa rakom pankreasa. Trenutno, mnoga klinička istraživanja i testovi koji se bave ispitivanjem raka se završavaju vrlo brzo, jer premali broj pacijenata reaguje na lekove. Međutim, u budućnosti, mišiji „avatari“ bi mogli biti prvi koji bi identifikovali podgrupe pacijenata kod koji bi određeni lek dao rezultate – i tako bi se broj pacijenata koji reaguju na lekove povećao.

Sve ovo, zahteva promenu kliničkog ustrojstva svesti, kaže Hidalgo. „Naši sistem kliničkog testiranja nisu skrojeni da potvrde korišćenje lekova na osnovu malih ispitnih grupa“, kaže on, „Da bi lek bio odobren zahteva se nasumično testiranje na velikom broju pacijenata, i zbog toga je potrebno da se promeni viđenje kontrolnih agencija koje prate probe i na osnovu toga daju svoja odobrenja za primenu lekova“.

Da li bi ste ugrozili njegov život da biste spasili svoj?

Živi bili, pa videli…

Nova hemikalija pretvara mišiji mozak u providni organ, poput stakla

Istraživači razvojne organizacije RIKEN (vodeća organizacija u domenu istraživanja u granicama Japana),  su razvili novi i pomalo neverovatan vodeni reagent koji, bukvalno, čini organsko tkivo transparentnim! Eksperimenti koji koriste fluorescentnu mikroskopiju na uzorcima koji su tretirani sa pomenutim reagentom su objavljeni i časopisu Nature Neuroscinece. Ogled je dao vrlo žive 3D slike neurona i krvnih sudova unutar mozga miša. Reagent je vrlo efikasan i izuzetno jeftin, i predstavlja, skoro, pa idealan metod analize kompleksnih organa i sistema koji održavaju žive organizme.

Naše poimanje organizama i njihovog funkcionisanja je suštinski povezano sa našom mogućnšću da vidimo stvari oko nas. Današnje najmodernije tehnike za prikazivanje biološko-organskog tkiva se suočavaju sa tim ograničavajućim faktorom. Mehaničke metode zahtevaju da uzorci budu isečeni na manje delove da bi bili pregledani. Optičke metode su ograničene probojnom snagom svetlosti, pa često nisu u stanju da prodru dublje od 1 mm u dubinu ispitivanog tkiva. Primenom bilo koje od metoda mi i dalje imam vrlo mali uvid u celokupni izgled posmatranog tkiva.

Dva embriona miša, a jedan od njih je tretiran novom hemikalijom "Scale"

Novi reagent, nazvan Scale, je razvio Atcuši Mijavaki (Atsushi Miyawaki) i njegov tim pri RIKEN institutu za istraživanje mozga. Ova supstanca rešava nedostatke mehaničkih i optičkih metoda primenjujući dve stvari, zajedno, što ni jedna od prethodnih metoda nije uspela. Prva stvar je: učiniti tkivo transparentnim. Scale to čini značajno bolje od ostalih reagenata i to bez uticaja na oblik i proporcije uzorka. Druga važna stvar je: sprečavanje opadanja intenziteta signala koji šalju genetski kodirani fluorescentni proteini unutar tkiva. Oni služe za vizuelno označavanje specifičnih tipova ćelija, unutar tkiva.

Ova kombinacija omogućava svojevrsnu revoluciju u domenu optičke vizualizacije, omogućujući istraživačima da vide fluorescentno označene delove mozga i do dubine od nekoliko milimetara. Sem toga, moguće je detaljno pregledati neuronsku mrežu pri rezoluciji od 1mm (prosečna veličina ćelije u ljudskom organizmu je oko 10mm). Mijavaki i njegov tim su, koristeći Scale, prostudirali neurone unutar mišijeg mozga, sa do sada neviđenim nivoom detalja. Ovo je dalo nova saznanja o kompleksnim mrežama cerebralnog korteksa, hipokampusa i tzv. bele mase (komponenta centralnog nervnog sistema). Početni eksperimenti su iskoristili jedinstvene osobine Scale supstance da bi se prikazala aksonska veza između leve i desne moždane hemisfere i prikazali krvni sudovi u hipokampusu pri do sada neviđenom nivou detalja.

Ova slika pokazuje nervne matične ćelije (zeleno) i krvne sudove kako prolaze kroz providni hipokampus. Zelena boja je posledica signala koji dolazi od fluorescentnih markera.

Međutim, potencijal reagenta Scale je znatno veća. „Naši trenutni eksperimenti su fokusirani na mišiji mozak, ali primene nisu ograničene, ni na miša, ni na mozak.“ Mijavaki objašnjava. „Mi predviđamo upotrebu Scale-a i na drugim organima kao što je srce, mišići, bubrezi i na tkivima koji se mogu naći kod primata ili prilikom ljudske biopsije.“

Uvek gledajući napred Mijavakijev tim ima ispred sebe ambiciozni cilj. „Trenutno ispitujemo jedan drugačiji, mekši (manje invazivan) regent koji bi nam dozvolio da izučavamo biološko-organsko tkivo na isti način, ali sa nešto manjim nivoom prozirnosti. Ovo bi otvorilo mogućnosti za nove eksperimente, koji jednostavno rečeno, nisu bili mogući pre.“

Dodatne ilustracije i objašenjanja možete naći na zvaničnoj internet prezentaciji kompanije RIKEN.