Streszczenie: Biotechnologia

Bakterie pokonują guzy
Infekcje trenują układ odpornościowy do niszczenia komórek rakowych

Kontekst: Wielu klinicystów i badaczy próbuje leczyć raka bez uciekania się do wyniszczającej chemio- i radioterapii. Ale nawet magiczne środki, które działają na komórki rakowe, mają poważne skutki uboczne. Lepszą opcją może być wytrenowanie własnego układu odpornościowego pacjenta do atakowania guzów. Teraz naukowcy z Johns Hopkins University, kierowani przez Berta Vogelsteina, odkryli, że bakterie są obiecującym sposobem na przygotowanie układu odpornościowego i mogą być stosowane w leczeniu raka wątroby, płuc i trzustki.

Ta historia była częścią naszego wydania z lutego 2005 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Metody i wyniki: Zwierzętom z guzami nowotworowymi wstrzyknięto bakterie, które rozwijają się w pozbawionych tlenu centrach guzów litych i giną w zdrowych, natlenionych tkankach. Naukowcy mieli nadzieję, że bakterie zniszczą guzy od wewnątrz, pozostawiając zewnętrzną obwódkę komórek rakowych, którą można by łatwiej leczyć standardowymi terapiami. Bakterie właśnie to zrobiły. Jednak naukowcy odkryli również, że infekcja często skłania układ odpornościowy osobnika do rozpoznania raka i zaatakowania go. U 23 z 70 badanych zwierząt ta odpowiedź immunologiczna zniszczyła szczątki guza bez dodatkowej terapii. Nawet po ustąpieniu infekcji bakteryjnych układ odpornościowy zwierząt zaatakował nowo wstrzyknięte komórki rakowe skutecznie leczonego typu. Leczenie miało podobne skutki zarówno u myszy, jak i królików, co sprawia, że ​​jest prawdopodobne, że może działać również u innych gatunków, w tym u ludzi.

Dlaczego jest to ważne: Idealne leczenie raka, jak się obecnie wyobraża, zabiłoby komórki rakowe bez uszkadzania zdrowych. Metoda badaczy Hopkinsa idzie jeszcze dalej, przygotowując układ odpornościowy do pokonania komórek rakowych pozostawionych po zniszczeniu guza. Jak dotąd terapia bakteryjna nie wydaje się mieć skutków ubocznych związanych z obecnymi metodami leczenia raka. Oczywiście wiele obiecujących metod leczenia na zwierzętach zawiodło w testach na ludziach. Ale jeśli terapia okaże się bezpieczna i skuteczna dla ludzi, pacjenci z rakiem mogą spodziewać się znacznie bardziej skutecznych i komfortowych terapii w przyszłości.

Źródło: Agrawal, N. i in. 2004. Terapia bakteriolityczna może generować silną odpowiedź immunologiczną przeciwko eksperymentalnym guzom. Materiały Narodowej Akademii Nauk 101: 15172-15177.

Kłopoty w Elektrowni Komórki
Choroby starzejące są powiązane z genem mitochondriów

Kontekst: Jeśli masz wysokie ciśnienie krwi, bardziej prawdopodobne jest, że będziesz otyły, masz wysoki poziom cholesterolu i wiele innych niezdrowych schorzeń. Najnowsze dowody sugerują, że otyłość uniemożliwia prawidłową reakcję komórek organizmu na poziom cukru we krwi, co prowadzi do cukrzycy. Jednak nadal słabo wiadomo, dlaczego te stany są związane z wysokim ciśnieniem krwi. Zespół naukowców z Yale University i State University of New York Upstate Medical University szukał odpowiedzi w genetyce i znalazł ją w mitochondriach. Większość komórek zawiera setki mitochondriów, struktur w kształcie pręcików, które powstały miliardy lat temu, kiedy komórka pochłonęła bakterię, ale jej nie zniszczyła. Teraz potomkowie bakterii pomagają komórkom organizmu przekształcać żywność w energię.

Metody i wyniki: Frederick Wilson z Yale i jego koledzy przebadali rodzinę z wysoką częstością występowania schorzeń związanych z nadciśnieniem i śledzonym dziedziczeniem u 142 krewnych w ciągu czterech pokoleń. Po uwzględnieniu różnic w wieku, wadze i stosowaniu leków naukowcy odkryli wyraźny wzór dziedziczenia. Wszystkie warunki zachodziły w linii matczynej, co wskazuje, że gen winowajcy był mitochondrialny. (Mitochondria danej osoby wywodzą się z tych pierwotnie obecnych w komórce jajowej i mają własne, podobne do bakterii DNA.) Pełna sekwencja genomu mitochondrialnego członków rodziny dotkniętych chorobą wykazała 14 różnic w porównaniu ze standardowymi sekwencjami. Wcześniej zgłoszono, że Trzynaście nie miało żadnego wpływu. Czternasty był nowy i został zmapowany do genu transportującego RNA, cząsteczki niezbędnej do budowy białek. W rzeczywistości gen jest stały u zwierząt, grzybów, roślin, a nawet bakterii.

Dlaczego jest to ważne: Na hałaśliwym tle badań pokazujących, w jaki sposób choroby serca, depresję i inne złożone choroby można przypisać niewielkim skutkom wielu genów, badania Wilsona i jego współpracowników pokazują, że pojedynczy gen może być powiązany z wieloma stanami chorobowymi. Co ważniejsze, badania przypisują odpowiedzialność za kilka chorób mitochondriom, których funkcja maleje wraz z wiekiem. Ci, którzy szukają źródła młodości lub po prostu mają nadzieję, że uda im się powstrzymać spustoszenie starości, mogą skorzystać na dalszych badaniach tych pozostałości pradawnych bakterii.

Źródło: Wilson, F.H. i in. 2004. Klaster defektów metabolicznych spowodowanych mutacją w mitochondrialnym tRNA. Nauka 306: 1190-1194.

Łatwe tworzenie embrionalnych komórek macierzystych?
Technika tworzenia komórek macierzystych może być mniej pracochłonna i mniej kontrowersyjna

Kontekst: Jeśli masz wysokie ciśnienie krwi, bardziej prawdopodobne jest, że będziesz otyły, masz wysoki poziom cholesterolu i wiele innych niezdrowych schorzeń. Najnowsze dowody sugerują, że otyłość uniemożliwia prawidłową reakcję komórek organizmu na poziom cukru we krwi, co prowadzi do cukrzycy. Jednak nadal słabo wiadomo, dlaczego te stany są związane z wysokim ciśnieniem krwi. Zespół naukowców z Yale University i State University of New York Upstate Medical University szukał odpowiedzi w genetyce i znalazł ją w mitochondriach. Większość komórek zawiera setki mitochondriów, struktur w kształcie pręcików, które powstały miliardy lat temu, kiedy komórka pochłonęła bakterię, ale jej nie zniszczyła. Teraz potomkowie bakterii pomagają komórkom organizmu przekształcać żywność w energię.

Metody i wyniki: Frederick Wilson z Yale i jego koledzy przebadali rodzinę, w której w ciągu czterech pokoleń krewnych 142 krewnych często występowała z nadciśnieniem i śledzono ich dziedziczenie. Po uwzględnieniu różnic w wieku, wadze i stosowaniu leków naukowcy odkryli wyraźny wzór dziedziczenia. Wszystkie warunki zachodziły w linii matczynej, co wskazuje, że gen winowajcy był mitochondrialny. (Mitochondria danej osoby wywodzą się z tych pierwotnie obecnych w komórce jajowej i mają własne, podobne do bakterii DNA.) Pełna sekwencja genomu mitochondrialnego członków rodziny dotkniętych chorobą wykazała 14 różnic w porównaniu ze standardowymi sekwencjami. Wcześniej zgłoszono, że Trzynaście nie miało żadnego wpływu. Czternasty był nowy i został zmapowany do genu transportującego RNA, cząsteczki niezbędnej do budowy białek. W rzeczywistości gen jest stały u zwierząt, grzybów, roślin, a nawet bakterii.

Dlaczego jest to ważne: Na hałaśliwym tle badań pokazujących, w jaki sposób choroby serca, depresję i inne złożone choroby można przypisać niewielkim skutkom wielu genów, badania Wilsona i jego współpracowników pokazują, że pojedynczy gen może być powiązany z wieloma stanami chorobowymi. Co ważniejsze, badania przypisują odpowiedzialność za kilka chorób mitochondriom, których funkcja maleje wraz z wiekiem. Ci, którzy szukają źródła młodości lub po prostu mają nadzieję, że uda im się powstrzymać spustoszenie starości, mogą skorzystać na dalszych badaniach tych pozostałości pradawnych bakterii.

Źródło: Wilson, F.H. i in. 2004. Klaster defektów metabolicznych spowodowanych mutacją w mitochondrialnym tRNA. Nauka 306: 1190-1194.

ukryć