Nieskończona armia komórek do walki z rakiem. Przełomowe odkrycie naukowców z USA
W świecie onkologii doszło do odkrycia, które może zmienić terapię najtrudniejszych postaci raka. Naukowcy z University of Southern California (USC), we współpracy ze specjalistami ze Stanford University, znaleźli sposób na stworzenie niemal nieskończonej ilości komórek odpornościowych, zdolnych do infiltrowania i niszczenia złośliwych guzów.
Kluczem do tego przełomu są makrofagi – wyspecjalizowane białe krwinki, które są jedną z pierwszych linii obrony naszego organizmu. Nazwa „makrofag” pochodzi z języka greckiego i oznacza „wielkiego zjadacza”, co idealnie oddaje naturę tych komórek, posiadających nienasycony apetyt na patogeny – w tym także komórki rakowe. Jak zmusić makrofagi do pracy? Makrofagi pełnią w organizmie funkcję nie tylko pożeraczy patogenów, ale i strategicznych koordynatorów. Potrafią wedrzeć się do środka guza i stamtąd wysyłać sygnały alarmowe. Informacja chemiczna oznaczająca „zjedz mnie” mobilizuje do działania inne kluczowe elementy układu immunologicznego, takie jak limfocyty T. Przez lata naukowcy próbowali wykorzystać ten potencjał w terapiach nowej generacji, jednak makrofagi okazały się niezwykle oporne na manipulacje laboratoryjne. W przeciwieństwie do innych komórek, bardzo trudno zmusić je do namnażania się poza ludzkim ciałem w stopniu wystarczającym do przeprowadzenia skutecznej terapii. To, że w końcu udało się to osiągnąć, jest potencjalnie jednym z największych przełomów w onkologii. Ograniczenia terapii CAR-T i nowa nadzieja w CAR-M Standardem w zaawansowanej immunoterapii jest obecnie CAR-T, czyli metoda polegająca na genetycznym modyfikowaniu limfocytów T pacjenta, by lepiej rozpoznawały nowotwór. Chociaż terapia ta uratowała życie wielu osobom z nowotworami krwi, znacznie gorzej radzi sobie z guzami litymi, takimi jak rak płuc czy piersi. To właśnie tu makrofagi mają przewagę – naturalnie gromadzą się w masie guza, będąc często najliczniejszymi komórkami odpornościowymi w jego obrębie. Nowa koncepcja, zwana terapią CAR-M (oparta na makrofagach zamiast limfocytów T), mogłaby wypełnić lukę, którą pozostawia CAR-T. Odkrycie supermocy komórek progenitorowych Zespół naukowców, pod kierownictwem biologa prof Qi-Long Yinga odkrył, że kluczem do sukcesu nie są dojrzałe makrofagi, lecz ich prekursory, czyli tzw. komórki progenitorowe. Do tej pory nauka stała na stanowisku, że zdolność do długotrwałego samoodnawiania – czyli nieskończonego kopiowania się, przy zachowaniu swojej pierwotnej tożsamości – jest zarezerwowana dla komórek macierzystych. Badacze z USC właśnie obalili to przekonanie, udowadniając, że w odpowiednio dobranych warunkach komórki progenitorowe granulocytów i monocytów (z których powstają makrofagi) również posiadają tę „supermoc”. Dzięki opracowaniu precyzyjnego protokołu karmienia tych komórek złożoną mieszanką substancji chemicznych na ściśle określonych etapach rozwoju, naukowcy byli w stanie uzyskać stabilną i skalowalną hodowlę. – Odkryliśmy, że komórki progenitorowe mogą intensywnie się dzielić, zachowując zdolność do wytwarzania w pełni funkcjonalnych komórek odpornościowych – wyjaśnia Ying. To odkrycie daje medycynie punkt wyjścia do projektowania terapii komórkowych. I to nie tylko na raka – również choroby zakaźne. Zdumiewające wyniki testów na zwierzętach Efektywność nowej metody została potwierdzona w eksperymentach na myszach cierpiących zarówno na nowotwory krwi, jak i guzy lite. Zmodyfikowane laboratoryjnie komórki progenitorowe zostały wstrzyknięte gryzoniom. Wyniki były bezprecedensowe. W przeciwieństwie do wstrzykniętych dojrzałych makrofagów, które nie namnażały się w organizmie, komórki progenitorowe rozprzestrzeniły się po całym ciele myszy. Generowały stały dopływ makrofagów dokładnie tam, gdzie były one potrzebne, co skutecznie zahamowało postęp choroby zarówno we krwi, jak i w guzach litych. Nowa nadzieja medycyny Praca na temat makrofagów, opublikowana w prestiżowym czasopiśmie „Cell”, może doprowadzić do fundamentalnej zmiany myślenia o immunoterapii. Zamiast skupiać się na projektowaniu coraz lepszych receptorów do wykrywania raka, nauka powinna zwrócić większą uwagę na dobór odpowiedniego etapu rozwojowego komórki, która stanie się bazą dla leku. Jak zauważa współautor badań, Ravi Majeti z Uniwersytetu Stanforda, metoda ta otwiera drzwi do niezliczonych zastosowań. To milowy krok w kierunku stworzenia powszechnie dostępnej terapii przeciwko najbardziej agresywnym postaciom nowotworów. Źródło: Cell Nasza autorka Magdalena Rudzka Redaktorka i wydawczyni National-Geographic.pl. Wcześniej związana m.in. z National Geographic Traveler i magazynem pokładowym PLL LOT Kaleidoscope. Z wykształcenia humanistka (MISH i SNS PAN), ale to przyroda stanowi jej największą pasję. Szczególnie bliskie są jej ekosystemy słodkowodne, a prawdziwym „konikiem” są ryby. W National-Geographic.pl pisze o swoich przyrodniczych pasjach, nauce i medycynie. Prywatnie ceni sobie podróże po nieoczywistych kierunkach, ze szczególnym sentymentem do Europy Środkowej i Wschodniej.
Kreatyna może wzmacniać komórki układu odpornościowego. I to te, które są kluczowe do walki z rakiem
Kreatyna z roku na rok staje się coraz bardziej popularna. Zażywają ją nie tylko kulturyści, ale także osoby uprawiające sport tylko okazjonalnie – w przez dekady wielokrotnie zostało udowodnione jej działanie wzmacniające budowanie masy mięśniowej. Wychodzi jednak na to, że ten organiczny związek jest jeszcze potężniejszy, niż nam się wydawało.
Większość współczesnych, zatwierdzonych immunoterapii antynowotworowych skupia się na tzw. limfocytach T, które bezpośrednio atakują guzy. Niestety, ta strategia działa zaledwie u 20 do 40% pacjentów. Dlaczego tak się dzieje? Uderzają one niejako „na oślep”. Być może da się to jednak zmienić – naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego (UCLA) postanowili przyjrzeć się z bliska komórkom dendrytycznym: tym, które wychwytują fragmenty nowotworu, analizują je i dosłownie wskazują limfocytom T cel ataku. Znaleźli coś fascynującego. Zespół pod kierownictwem prof. Lili Yang odkrył, że kreatyna nie tylko pomaga walczącym limfocytom, ale wręcz napędza całą „infrastrukturę wywiadowczą” układu odpornościowego, dodając jej energii i pomagając walczyć z nowotworem. Ma właściwości, których się nie spodziewaliśmy. Trzeba było przeprowadzić śledztwo wewnątrz guza Naukowcy z UCLA rozpoczęli swoje dochodzenie od zbadania, które geny metaboliczne były najbardziej aktywne w komórkach dendrytycznych przenikających do wnętrza guzów u myszy i walczących z nowotworem. Odkryli anomalię – wewnątrz środowiska nowotworowego komórki te miały wyraźnie podwyższony poziom białka zwanego transporterem kreatyny. Mechanizm nie był do końca zrozumiały – przynajmniej dopóki, dopóty badacze genetycznie nie usunęli tego transportera. Skutek był natychmiastowy – komórki dendrytyczne słabły, traciły zdolność przetrwania i nie potrafiły skutecznie aktywować limfocytów T do walki z rakiem. Postanowiono więc odwrócić ten proces. Gdy myszom z modelem czerniaka podawano codzienne zastrzyki z kreatyny, rozwój guzów znacząco spowolnił. Komórki dendrytyczne stawały się bardziej aktywne, liczne i zaczęły produkować sygnały chemiczne wzywające kolejne posiłki immunologiczne do wnętrza guza. Czy kreatyna naprawdę może tak działać? Ostateczne rozwiązanie zagadki udało się dzięki precyzyjnym analizom metabolomicznym. Suplementacja kreatyną podnosi wewnątrzkomórkowy poziom ATP – nośnika energii niezbędnej do życia. Kreatyna zadziałała jak zapasowa bateria. Pozwoliła komórkom odpornościowym na utrzymanie stabilnego poziomu energii, nawet gdy musiały one drastycznie konkurować o kurczące się składniki odżywcze z żarłocznym, szybko rosnącym nowotworem. To nadzieja dla szczepionek Co niezwykle istotne – i nie tak oczywiste w przypadku tego typu badań – eksperyment przyniósł równie obiecujące rezultaty na materiale ludzkim. Kreatyna zwiększała aktywację ludzkich komórek dendrytycznych (wywodzących się z monocytów), które są fundamentalnym elementem innowacyjnych szczepionek przeciwnowotworowych. Dzięki temu przed medycyną otwierają się dwie całkowicie nowe drogi terapii. W przyszłości suplementacja kreatyną może holistycznie wzmacniać pacjentów poddawanych immunoterapii, a z drugiej strony – służyć jako tanie narzędzie do udoskonalania laboratoryjnych szczepionek komórkowych jeszcze przed ich podaniem choremu. Do tego trzeba usiąść na spokojnie Badacze z UCLA wyraźnie jednak ostrzegają przed hurraoptymizmem. Choć kreatyna (najczęściej w formie monohydratu) od dekad uchodzi za bezpieczny suplement, terapie te nie zostały jeszcze zatwierdzone przez amerykańską FDA (Agencję Żywności i Leków). Osoby w trakcie leczenia onkologicznego pod żadnym pozorem nie powinny samodzielnie włączać suplementów do swojej diety bez uprzedniej konsultacji z lekarzem prowadzącym. Następnym krokiem tego fascynującego śledztwa będą prospektywne badania kliniczne na ludziach. Kreatyna – to warto wiedzieć Kreatyna to organiczny związek chemiczny, który pozyskujemy na dwa sposoby. Z jednej strony nasz organizm potrafi samodzielnie ją syntezować (produkuje ją głównie w wątrobie i nerkach z trzech aminokwasów: argininy, glicyny i metioniny). Z drugiej strony, naturalną produkcję uzupełniamy z zewnątrz, dostarczając ją sobie w codziennej diecie – bogatym źródłem kreatyny są czerwone mięso oraz ryby. Jej głównym, biologicznym zadaniem jest magazynowanie i błyskawiczne uwalnianie energii (w postaci ATP) niezbędnej do pracy komórek. Po raz pierwszy została naukowo wyizolowana z wołowiny już w 1832 roku przez francuskiego chemika Michela Eugène’a Chevreula i okazała się bardzo skuteczna. Przez blisko dwa stulecia nauka łączyła ten związek niemal wyłącznie z fizjologią mięśni szkieletowych i sportem wyczynowym. Najnowsze odkrycia z zakresu onkologii udowadniają jednak, jak wiele medycznych sekretów kryją jeszcze substancje, które od dawna uważaliśmy za całkowicie zbadane. Źródło: iScience Nasz autor Jonasz Przybył Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.
Komórki „zombie” uszkadzają wątrobę i postarzają organizm. Ich usunięcie odwraca szkody
Stare makrofagi to komórki „zombie”, które – jak wykazali naukowcy z UCLA – gromadzą się w starzejących tkankach i w wątrobie przy chorobie stłuszczeniowej. U myszy ich selektywne usunięcie znacząco zmniejszyło stan zapalny i cofnęło uszkodzenia wątroby mimo niezdrowej diety.
Zespół naukowców z University of California w Los Angeles (UCLA) wskazał konkretną grupę komórek odpornościowych, która może po cichu napędzać procesy starzenia się organizmu. Chodzi o stare makrofagi — komórki, które przestają się dzielić, ale nie znikają z tkanek, tylko podtrzymują w nich przewlekły stan zapalny. W badaniach na myszach ich selektywne usunięcie wyraźnie poprawiło kondycję wątroby nawet wtedy, gdy zwierzęta pozostawały na diecie wysokotłuszczowej i wysokocholesterolowej. Stare makrofagi to tzw. komórki zombie. Z biegiem czasu w DNA każdej naszej komórki gromadzi się coraz więcej uszkodzeń. Jeśli będzie ich za dużo, komórka może przejść w stan tzw. senescencji. To swoisty stan zawieszenia. Takie komórki nie funkcjonują już prawidłowo, ale też nie obumierają. Produkują natomiast wiele szkodliwych substancji, odpowiedzialnych m.in. za przewlekłe stany zapalne i uszkodzenia tkanek. Sprzyja to rozwojowi chorób nowotworowych, miażdżycy, zaćmy czy schorzeń stawów Czy makrofagi naprawdę się starzeją? Makrofagi to komórki układu odpornościowego, które patrolują niemal każdą tkankę: sprzątają resztki komórkowe, „pożerają” patogeny i wspierają gojenie. Przez lata w świecie nauki trwała jednak dyskusja, czy w ogóle potrafią wejść w stan senescencji. Zdrowe makrofagi z natury wykazują część markerów kojarzonych z senescencją, co utrudniało odróżnienie komórki sprawnej od tej, która stała się biologicznym balastem. Badacze z UCLA odkryli podpis molekularny oparty na jednoczesnej obecności dwóch białek — p21 i TREM2. Taka kombinacja ma precyzyjnie wskazywać makrofagi, które utraciły prawidłową funkcję, a jednocześnie utrzymują w tkance sygnały prozapalne. A jeśli da się precyzyjnie rozpoznać „winowajcę”, to łatwiej śledzić jego rolę w chorobie i ocenić sens ewentualnego leczenia celowanego. Substancje niszczące wybiórczo komórki zombie to tzw. senolityki. Badania wykazały, że w wątrobach młodych myszy stare makrofagi stanowiły ok. 5% populacji, natomiast u starych — już ok. 60–80%. Temu wzrostowi towarzyszył narastający, przewlekły stan zapalny, typowy dla starzenia się organizmu. Cholesterol uruchamia lawinę, a wątroba płaci rachunek Starzenie nie jest jedynym czynnikiem, który pcha makrofagi w stronę senescencji. W laboratorium wystarczyła ekspozycja zdrowych makrofagów na wysokie stężenia cholesterolu LDL, by komórki zaczęły zachowywać się jak „zombie”: zatrzymywały podziały, wydzielały białka zapalne i wykazywały sygnaturę p21–TREM2. Ten trop szczególnie mocno łączy mechanizm z chorobą stłuszczeniową wątroby. Wiąże się ona z niezdrowym żywieniem oraz zbyt wysokim poziomem cholesterolu we krwi. W praktyce oznacza to, że nadmiar lipidów nie tylko odkłada się w narządzie, ale może też przebudowywać skład komórkowy wątroby: wzmacnia populację makrofagów zombie. W tle pobrzmiewa szersze pytanie: czy dieta wysokotłuszczowa i wysokocholesterolowa może przyspieszać biologiczne starzenie, uruchamiając podobny proces w innych tkankach — np. w mózgu, sercu czy tkance tłuszczowej? Wskazywane są też możliwe powiązania z chorobami związanymi z wiekiem, w tym z chorobami neurodegeneracyjnymi, w przebiegu których komórki podobne do makrofagów (mikroglej) funkcjonują w środowisku pełnym obumarłych fragmentów neuronów. Usunięcie komórek „zombie” przestawiło metabolizm W trakcie badań z udziałem myszy naukowcy sięgnęli po ABT-263 – senolityk, czyli związek, który selektywnie uruchamia obumieranie komórek w stanie senescencji. U transgenicznych zwierząt karmionych dietą wysokotłuszczową i wysokocholesterolową zaobserwowano wyraźną poprawę parametrów związanych z wątrobą: jej masa zmniejszyła się, podobnie jak masa całego ciała. Po leczeniu wątroba miała też zdrowszy, bardziej czerwony kolor. To sugeruje, że samo „wyczyszczenie” starych makrofagów może przynieść metaboliczne korzyści nawet bez zmiany diety – przynajmniej w tym modelu zwierzęcym. Jednocześnie badacze podkreślają ograniczenia: senolityk ABT-263, choć skuteczny u myszy, jest zbyt toksyczny, by myśleć o jego szerokim zastosowaniu u ludzi. Kolejnym krokiem ma być poszukiwanie substancji, które eliminowałyby selektywnie stare makrofagi w stanie senescencji bez poważnych działań ubocznych. Takie badania na pewno mają sens. Analiza danych z biopsji wątroby u ludzi także wykazała podwyższoną liczbę starych makrofagów. Warto pamiętać, że choroba stłuszczeniowa wątroby dotyka ok. 30% dorosłych Polaków. Przy ograniczonych możliwościach leczenia i wczesnej, nieinwazyjnej diagnostyki, metody identyfikowania i niszczenia komórek zombie mogą w przyszłości uchronić wiele osób przed chorobami i przedwczesną śmiercią. Czy senolityki to rozwiązanie idealne? Niestety, nie do końca. Badania wykazały, że komórki senescentne odgrywają także pozytywną rolę – są organizmowi niezbędne m.in. w procesie gojenia się ran. Nie możemy więc pozbyć się ich wszystkich, bo byłoby to groźne dla zdrowia. Źródło: Nature Aging
Wyrostek robaczkowy jednak nie jest zbędny? Naukowcy znaleźli jego ukrytą funkcję
Karol Darwin uważał go za zbędny i ten pogląd utrzymywał się w medycynie i biologii przez ponad sto lat. Teraz odkrywamy, że wyrostek robaczkowy może być ważnym elementem układu odpornościowego i bezpiecznym schronieniem dla mikrobioty.
Jest niepotrzebny i powoduje same problemy – tak przeważnie myślimy o wyrostku robaczkowym. Ten „nadprogramowy” fragment jelita ślepego uważany był za narząd szczątkowy, zbędną pozostałość po roślinożernych przodkach, nie pełniącą już żadnej roli w organizmie człowieka. Jednak XXI wiek przynosi nowe badania nad wyrostkiem, i to nie tylko u ludzi. Okazuje się, że występuje on u setek gatunków ssaków, a w toku ewolucji powstawał niezależnie aż... 32 razy. A zatem – musiał do czegoś służyć i na pewno nie była to rola marginalna. Zaczynamy ją poznawać. Fenomen ewolucji zbieżnej Najnowsze, intedyscyplinarne badania, rzucają zupełnie nowe światło na rolę wyrostka robaczkowego. Okazuje się, że jego ewolucyjna droga jest znacznie bardziej skomplikowana niż przypuszczano. Pełnił – i wciąż może pełnić – istotną rolę, która przez dekady wymykała się badaczom. Odkryto między innymi, że struktury przypominające wyrostek wyewoluowały niezależnie u co najmniej trzech grup ssaków: naczelnych, torbaczy i siekaczowców (to klad obejmujący gryzonie i zajęczaki). Okazało się, że organ ten pojawił się zupełnie niezależnie co najmniej 32 razy u 361 gatunków. W biologii takie zjawisko nazywamy ewolucją zbieżną. Tak powtarzalny schemat sugeruje, że wyrostek zapewniał jakąś wymierną przewagę adaptacyjną. Jego kształt i położenie w ciałach różnych ssaków mocno się różnią: od długich, cylindrycznych form u ludzi i małp człekokształtnych, przez lejkowaty kształt u koali i wombatów, aż po rozgałęzione struktury u niektórych gryzoni. Taka różnorodność świadczy o tym, że ewolucja wielokrotnie „majstrowała” przy tym organie, dostosowując go do specyficznych potrzeb ekologicznych danego gatunku. Centrum odporności i bezpieczna przystań mikrobioty Współczesna nauka ma dwie, silnie ugruntowane hipotezy na temat roli wyrostka robaczkowego. Pierwsza z nich mówi, że organ ten jest integralną częścią układu odpornościowego. Zawiera tkankę limfatyczną związaną z jelitami (GALT), która prawdopodobnie pełni rolę „poligonu doświadczalnego” dla limfocytów (to jeden z rodzajów komórek odpornościowych). Wyrostek robaczkowy „uczy” ciało rozróżniania między pożytecznymi a groźnymi mikroorganizmami – szczególnie w dzieciństwie, gdy układ odpornościowy jest jeszcze niedojrzały. Produkuje przeciwciała (m.in. immunoglobulinę A), które neutralizują zagrożenia na powierzchniach błon śluzowych. Drugą, fascynującą hipotezą jest funkcja wyrostka jako „schronu” dla mikrobioty. Według niej wewnątrz wyrostka tworzy się biofilm – warstwa złożona z pożytecznych bakterii. W razie infekcji lub innego zdarzenia które niszczy florę bakteryjną (np. antybiotykoterapii), mikroorganizmy ukryte w wyrostku przeżywają ten proces. Po ustąpieniu infekcji służą jako zespół ratunkowy, który szybko zasiedla wyjałowione jelita i przywraca równowagę mikrobiologiczną. Nowe badania rozwiały również obawy dotyczące płodności: usunięcie wyrostka robaczkowego nie wpływa na zdolności rozrodcze kobiet. W niektórych przypadkach odnotowano wręcz wyższą częstotliwość ciąż po appendektomii. Czy wyrostek jest potrzebny w higienicznym świecie? Znaczenie wyrostka w dzisiejszym świecie jest jednak z pewnością mniejsze niż kiedyś. Nasi najdawniejsi przodkowie żyli w środowiskach o niskim poziomie higieny i wysokim ryzyku infekcji żołądkowo-jelitowych. Zdolność do szybkiej regeneracji mikrobioty mogła być czynnikiem decydującym o przeżyciu. Najbardziej radykalną zmianę przyniosło ostatnie stulecie: dostęp do czystej wody, poprawa higieny i wynalezienie antybiotyków drastycznie ograniczyły ryzyka związane z infekcjami przewodu pokarmowego. W tej nowej rzeczywistości presja ewolucyjna, która faworyzowała posiadanie wyrostka, mocno się zmniejszyła. Zatem wyrostek można porównać do trochę nieaktualnej polisy ubezpieczeniowej, która w bezpiecznych warunkach współczesności czasem bywa obciążeniem. Jednak nigdy nie wiadomo, kiedy jego supermoce mogą się przydać. Źródło: The Conversation Nasza autorka Magdalena Rudzka Redaktorka i wydawczyni National-Geographic.pl. Wcześniej związana m.in. z National Geographic Traveler i magazynem pokładowym PLL LOT Kaleidoscope. Z wykształcenia humanistka (MISH i SNS PAN), ale to przyroda stanowi jej największą pasję. Szczególnie bliskie są jej ekosystemy słodkowodne, a prawdziwym „konikiem” są ryby. W National-Geographic.pl pisze o swoich przyrodniczych pasjach, nauce i medycynie. Prywatnie ceni sobie podróże po nieoczywistych kierunkach, ze szczególnym sentymentem do Europy Środkowej i Wschodniej.
Pestycydy na dobre rozgościły się w naszych jelitach. Mogą wywoływać nawet choroby psychiczne
Chemia używana w rolnictwie na dobre przeniknęła do naszych organizmów. Pestycydy pomagają w hodowli żywności, ale sieją spustoszenie w naszych jelitach. Do niedawna brak było dowodów na to, że wykazują jakikolwiek wpływ na pożyteczne bakterie zamieszkujące nasze ciała. Według najnowszych badań z Wielkiej Brytanii mogą prowadzić jednak nawet do chorób psychicznych, a wcześniej po prostu nie zdawaliśmy sobie z tego sprawy.
Aż 168 środków chemicznych, w tym powszechnie stosowane pestycydy, okazało się toksycznych dla ludzkich bakterii jelitowych. Według naukowców z Cambridge ich obecność w jelitach może prowadzić nie tylko do antybiotykooporności, ale także do wielu innych zaburzeń zdrowotnych. Jak dostały się do naszych ciał i czy możemy coś z tym zrobić? Jak pestycydy trafiają do jelit i jakie są skutki ich obecności? Pestycydy to substancje chemiczne stosowane do ochrony roślin uprawnych przed szkodnikami, grzybami czy chwastami. Do organizmu człowieka trafiają między innymi poprzez spożywanie warzyw i owoców, na których pozostały resztki środków ochrony roślin, poprzez wodę pitną skażoną związkami chemicznymi czy w wyniku kontaktu ze środowiskiem (związki chemiczne potrafią unosić się w powietrzu, np. ze spryskanego niedawno pola uprawnego). W trakcie badań przeprowadzonych na Uniwersytecie Cambridge przebadano ponad 1000 chemikaliów obecnych w środowisku – w tym właśnie pestycydy (herbicydy i insektycydy) oraz przemysłowe substancje, takie jak plastyfikatory. Odkryto, że aż 168 z nich wykazuje toksyczny wpływ na bakterie tworzące zdrowy mikrobiom jelitowy. Zagrożenie dla naszych jelit Ale czym tak właściwie jest mikrobiom jelitowy? To zespół mikroorganizmów, głównie bakterii (jest ich ponad 4500 gatunków), które pełnią kluczowe funkcje w układzie pokarmowym, metabolicznym i immunologicznym człowieka. Utrzymanie równowagi tej mikroflory jest niezbędne dla zdrowia. Zakłócenia w składzie i funkcji mikrobiomu mogą prowadzić do zaburzeń trawienia, obniżonej odporności, chorób autoimmunologicznych, otyłości, cukrzycy czy zaburzeń nastroju i funkcji układu nerwowego (np. chorób psychicznych). To wszystko wiedzieliśmy, ale najnowsze badanie pozwoliło potwierdzić, że przemysłowe chemikalia mogą stłumić wzrost bakterii, które nas przed tym wszystkim chronią. Badania mikroflory jelitowej Naukowcy z Cambridge za pomocą mechanizmów uczenia maszynowego przeanalizowali 22 kluczowe gatunki bakterii. Ustalono, że narażenie na określone pestycydy skutkuje zahamowaniem ich rozwoju, a w efekcie zaburzeniem mikroflory. To bezpośrednio prowadzi do przewlekłych schorzeń. Toksyczność niektórych związków była zaskakująco wysoka – zwłaszcza wśród powszechnie stosowanych środków ochrony roślin oraz dodatków do tworzyw sztucznych, zmniejszających ich palność. Te chemikalia dostają się do organizmów nie tylko przez żywność, ale także przez powietrze czy wodę. Pestycydy powodują odporność na antybiotyki Jednym z najpoważniejszych skutków działania środków chemicznych na mikrobiom jest wzrost ryzyka rozwoju antybiotykooporności. Naukowcy udowodnili, że niektóre bakterie próbują przystosować się do obecności toksycznych związków, zmieniając swoją aktywność genetyczną. Skutkiem tego jest pojawianie się odporności na najpopularniejsze antybiotyki, np. na popularny lek ciprofloksacynę. Może to prowadzić do sytuacji, w której choroby bakteryjne będą trudniejsze do wyleczenia. Jak chronić się przed pestycydami? Nie mamy wpływu na powietrze, którym oddychamy, ani na wodę, którą pijemy. W tej sprawie możemy wyrażać tylko opór społeczny i wspierać inicjatywy, które starają się chronić środowisko. Możemy jednak zatroszczyć się o jedzenie, które spożywamy. Naukowcy polecają szczególnie dokładne mycie warzyw i owoców, w tym stosowanie specjalnych płynów, które mogą skutecznie zmniejszyć ilość pozostałych pestycydów. Warto wybierać także – w miarę możliwości – żywność z ekologicznych upraw, która według badań zawiera znacznie mniej syntetycznych środków. Z innej beczki zalecane jest także zwiększenie podaży błonnika, która wspomaga rozwój korzystnych bakterii czy stosowanie probiotyków i prebiotyków (np. fermentowanych produktów mlecznych czy kiszonek), które wspomagają odbudowę mikroflory. To proste, ale naprawdę skuteczne nawyki, za które nasze jelita nam podziękują – badania potwierdzają, że naprawdę nie warto ich bagatelizować. Należy pamiętać, że jelita są centrum naszej odporności, która obecnie wcale nie ma lekko. Źródła: Nature Microbiology, University of Cambridge Nasz autor Jonasz Przybył Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.
Tego wirusa ma prawie każdy z nas. U niektórych potrafi uruchomić śmiertelną lawinę
Wirus Epsteina-Barr od lat podejrzewany jest o wywoływanie poważnych chorób autoimmunologicznych. Najnowsze badania z Uniwersytetu Stanforda rzucają nowe światło na jego działanie i związek z toczniem.
Spis treści: Jak EBV wpływa na układ odpornościowy? Toczeń – choroba trudna do przewidzenia Co wykazały badania Stanforda? Autoreaktywne komórki i przewlekły stan zapalny Co to oznacza dla leczenia i profilaktyki? Niemal wszyscy dorośli są nosicielami wirusa Epsteina-Barr. Nowe badania pokazują jednak, w jaki sposób potrafi on przejąć kontrolę nad komórkami układu odpornościowego i wywołać przewlekłą chorobę autoimmunologiczną, która atakuje organizm od środka. Od dziesięcioleci naukowcy podejrzewali, że powszechny wirus, którym większość ludzi zakaża się w dzieciństwie, może później uruchamiać toczeń – przewlekłą chorobę, zdolną uszkodzić niemal każdy narząd w ciele. Dokładny związek między nimi pozostawał jednak niejasny. Jak EBV wpływa na układ odpornościowy? Teraz nowe badania przeprowadzone na Uniwersytecie Stanforda przynoszą jedno z najjaśniejszych jak dotąd wyjaśnień. Wyniki pokazują, w jaki sposób wirus Epsteina-Barr (EBV) potrafi przejąć kontrolę nad układem odpornościowym w sposób, który u osób podatnych może prowadzić do rozwoju tocznia. – Na całym świecie około 95 procent dorosłych przeszło zakażenie EBV, co oznacza, że niemal wszyscy jesteśmy nosicielami tego wirusa – mówi William Robinson, profesor immunologii i reumatologii na Uniwersytecie Stanforda oraz główny autor badania. Wiadomo, że EBV na stałe zagnieżdża się w limfocytach B – komórkach układu odpornościowego odpowiedzialnych za produkcję przeciwciał. Po pierwotnej infekcji zazwyczaj pozostaje uśpiony. Badanie opublikowane 12 listopada w czasopiśmie „Science Translational Medicine” pokazuje jednak, że EBV może się czasem „przebudzić” i przeprogramować limfocyty B, uruchamiając reakcję łańcuchową, która napędza toczeń. Toczeń – choroba trudna do przewidzenia Toczeń, oficjalnie nazywany układowym toczniem rumieniowatym, to przewlekła choroba autoimmunologiczna, w której układ odpornościowy omyłkowo atakuje własne tkanki i narządy. – Może zajmować stawy, skórę, nerki, komórki krwi, a także mózg – wyjaśnia Robinson. Szacuje się, że z chorobą żyje około 1,5 mln Amerykanów i co najmniej 5 milionów osób na całym świecie. Toczeń zdecydowanie częściej dotyka kobiet. Objawy są bardzo zróżnicowane, ale często obejmują przewlekłe zmęczenie, bóle stawów, obrzęki i zmiany skórne. W cięższych przypadkach choroba może prowadzić do stanu zapalnego nerek, płuc, serca lub ośrodkowego układu nerwowego. – Toczeń może powodować trwałe uszkodzenie narządów, niepełnosprawność, a nawet zwiększać ryzyko przedwczesnej śmierci – mówi Shady Younis, immunolog i reumatolog ze Stanfordu oraz pierwszy autor pracy w „Science Translational Medicine”. Co wykazały badania Stanforda? Mimo dziesięcioleci badań naukowcy wciąż nie w pełni rozumieją, co wyzwala toczeń ani w jaki sposób ryzyko genetyczne łączy się z infekcjami. Aby lepiej wyjaśnić rolę EBV w rozwoju choroby, zespół Robinsona pobrał próbki krwi od 11 osób z toczniem oraz 10 zdrowych ochotników. Przy użyciu specjalnej metody sekwencjonowania naukowcy przeanalizowali ponad 300 000 limfocytów B, ustalając, które niosą w sobie wirusa. Nowa metoda pozwoliła wychwycić rzadkie zakażone komórki ukryte w ogromnej puli zdrowych. Wcześniejsze techniki nie dawały takiej możliwości. Zespół następnie sprawdził, jakie podtypy limfocytów B preferencyjnie atakuje EBV i obserwował, jak wirus je zmienia. Wyniki były uderzające – u osób z toczniem zakażone przez EBV limfocyty B występowały około 25 razy częściej niż u zdrowych. Co więcej, EBV wykazywał silną skłonność do infekowania autoreaktywnych limfocytów, które najłatwiej atakują własne tkanki. – Wirus wybierał i „wzmacniał” dokładnie te limfocyty B, które napędzają rozwój tocznia – mówi Younis. Autoreaktywne komórki i przewlekły stan zapalny Po wniknięciu do komórek EBV uruchamiał geny wirusa oraz szlaki odpowiedzi immunologicznej, związane z przewlekłym stanem zapalnym i autoimmunizacją. Zamieniało to limfocyty B w komórki wzmacniające aktywność tocznia. Odkrycia te stanowią jedno z najsilniejszych mechanistycznych wyjaśnień, w jaki sposób – jak mówi Younis – bardzo powszechny wirus może przyczyniać się do rzadkiej, wyniszczającej choroby. Deepak Rao, reumatolog z Brigham and Women’s, podkreśla, że praca pokazuje potencjalne powiązanie EBV i tocznia. Zaznacza też, że udało się wskazać szlaki odpowiedzi immunologicznej, których wcześniej nie obserwowano. Badanie ma jednak ograniczenia – zespół analizował limfocyty krążące we krwi, a nie te obecne w narządach, gdzie toczeń często wyrządza największe szkody. Choć wyniki silnie wspierają tezę o roli zakażonych EBV limfocytów B, Robinson zaznacza, że potrzeba dalszych badań. Trzeba zrozumieć, dlaczego nie u wszystkich nosicieli EBV rozwija się toczeń. Co to oznacza dla leczenia i profilaktyki? Oprócz rozwiązania wieloletniej zagadki, wyniki wskazują na nowe możliwości profilaktyki, diagnostyki i terapii. – Nasze ustalenia dodatkowo wzmacniają argumenty za szczepionkami przeciw EBV i terapiami przeciwwirusowymi – mówi Robinson. Ma to znaczenie, bo kilka szczepionek przeciw EBV jest już w badaniach klinicznych. Dają one nadzieję, że ochrona przed wirusem mogłaby w przyszłości zmniejszać ryzyko rozwoju tocznia. Odkrycia mogą też usprawnić diagnostykę – wykrywanie autoreaktywnych limfocytów B zakażonych EBV, lub ich molekularnych „śladów”, mogłoby pomóc identyfikować osoby o podwyższonym ryzyku. Być może najbardziej ekscytujące są konsekwencje dla terapii – badanie wskazuje na nowe strategie leczenia, które selektywnie celują w zakażone przez EBV limfocyty B, przy jednoczesnym oszczędzaniu zdrowych komórek. Takie terapie mogłyby uzupełniać, a nawet przewyższać obecnie stosowane leki, które często szeroko tłumią układ odpornościowy. – Naszym celem jest teraz przełożenie tej wiedzy na precyzyjne, potencjalnie skuteczne terapie – podsumowuje Robinson. Źródło: National Geographic
Czy brud jest dobry dla dzieci? Brak higieny jest korzystny dla ich układu odpornościowego
Każde dziecko od czasu do czasu musi się ubrudzić. Eksperci wskazują, że to nic złego. Okazuje się, że odrobina brudu wzmacnia układ odpornościowy najmłodszych.
W tym artykule: Brudne dziecko to szczęśliwe dziecko? Wpływ brudu na zdrowie niemowlaków „Trzymaj wrogów blisko” Najważniejszy jest zdrowy rozsądek Można powiedzieć, że są dwa typy rodziców. Jeden wiecznie pilnuje swojego dziecka, aby nie wchodziło do kałuży, nie wkładało rąk, gdzie popadnie, nie dotykało brudnych powierzchni ani żadnych rzeczy, które są poza domem. A i w domu najlepiej jak myją ręce po każdym dotknięciu podłogi. Ci rodzice dbają po prostu o to, żeby dziecko było ciągle czyste, dlatego najlepiej, gdyby w ogóle nie wychodziło na zewnątrz. Brudne dziecko to szczęśliwe dziecko? Drugi typ rodzica to taki, który pozwala na wszystko: zabawę w błocie, piasku i wszelkim brudzie. Od czasu do czasu wytrze dziecku twarz, gdy jest już zbyt brudna i uniemożliwia mu dalsze funkcjonowanie. Ci rodzice na pierwszy rzut oka sprawiają wrażenie, jakby nic ich nie obchodziło, a ich zachowanie można uznać za nieodpowiedzialne. Okazuje się jednak, że taka postawa nie jest wcale taka najgorsza. Eksperci twierdzą bowiem, że dziecko musi się od czasu do czasu ubrudzić. Co więcej, w przeszłości naukowcy badali, czy brud ma wpływ m.in. na układ immunologiczny najmłodszych. A także czy obcowanie z nim może zmniejszać ryzyko rozwoju alergii i różnych chorób. W skrócie – stały kontakt z bakteriami i innymi drobnoustrojami pomaga w prawidłowym rozwoju układu odpornościowego, który kształtuje się przez pierwsze 3 lata życia. Wpływ brudu na zdrowie niemowlaków Właśnie dlatego dzieci, które wychowują się w warunkach nadmiernej higieny, mogą mieć wyższe ryzyko różnego rodzaju dolegliwości w późniejszych latach. – Sygnały molekularne napędzające ekspansję układu odpornościowego pochodzą głównie od drobnoustrojów żyjących w jelitach – mówi w rozmowie z Live Science Graham Rook, profesor mikrobiologii medycznej na University College London. Co na odporność? 15 produktów, które wzmocnią twój organizm – większość z nich na pewno masz w domu Co na odporność, by cieszyć się dobrym zdrowiem? Produkty wzmacniające organizm nie muszą być składnikami bardzo drogimi i trudno dostępnymi. Każdy z nas może dopasować je do swoich upo... <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/co-na-odpornosc-15-produktow-ktore-wzmocnia-twoj-organizm-wiekszosc-z-nich-na-pewno-masz-w-domu-e0bc5fc.jpg" width="938" height="528" alt="Co na odporność? 15 produktów, które wzmocnią twój organizm. Większość z nich na pewno masz w domu" title="Co na odporność? 15 produktów, które wzmocnią twój organizm. Większość z nich na pewno masz w domu" /> Chodzi o mikrobiotę jelitową, zwaną również florą bakteryjną jelit. To zespół mikroorganizmów, głównie bakterii, które tworzą w układzie pokarmowym złożony ekosystem. Jest to niezbędny element zdrowia każdego człowieka. – Na przykład niektóre z tych drobnoustrojów pomagają wytwarzać witaminy niezbędne do życia i pomagają nam trawić żywność – wyjaśnia prof. Rook. Badacz podkreśla, że dla rozwoju mikrobioty najważniejszy jest pierwszy rok życia. Niemowlęta przychodzą na świat już z „własnymi” bakteriami, które pochodzą z organizmu matki. W miarę dorastania dzieci są stale wystawione na kontakt z kolejnymi drobnoustrojami. „Trzymaj wrogów blisko” Dzieci rodzą się z własnymi białkami odpornościowymi – immunoglobinami klasy IgM. Nie są one jednak wystarczające, aby w pełni chronić zdrowie najmłodszych. Dodatkową ochronę zyskują wraz z mlekiem matki. Otrzymują wówczas m.in. immunoglobuliny IgG, czyli bardzo ważne białka, które biorą udział w odpowiedzi wtórnej organizmu i zapewniają tymczasową odporność. To jednak też nie wystarczy, aby maluchy były w pełni odporne. Tutaj z pomocą przychodzi właśnie brud i hipoteza „starych przyjaciół”. Prof. Rook twierdzi, że im więcej drobnoustrojów, na które jesteśmy narażeni we wczesnym dzieciństwie, tym bardziej zróżnicowana stanie się nasza mikrobiota. Czyli ogół mikroorganizmów, takich jak bakterie, archeony, grzyby, pierwotniaki, które zasiedlają organizm człowieka. Słynne przysłowie głosi „trzymaj przyjaciół blisko, a wrogów jeszcze bliżej”. I właśnie o to chodzi w hipotezie, o której wspomina prof. Rook. Warto jednak zauważyć, że kilka lat temu badania wykazały, że „brak” higieny we wczesnym dzieciństwie nie ma dużego związku z występowaniem alergii w dorosłości. Najważniejszy jest zdrowy rozsądek – Chociaż mikrobiom jest ważny, istnieje wiele innych czynników, które wpływają na ryzyko wystąpienia alergii u danej osoby, w tym genetyka – powiedział Live Science dr Robert Wood, profesor pediatrii w Johns Hopkins Medicine w Baltimore. – Należy jednak zachęcać dzieci do wychodzenia na zewnątrz i zabawy „w ziemi” – dodaje uczony. W Finlandii z kolei badano, czy układ odpornościowy dzieci żyjących w miastach można wzmocnić trawą i ziemią pobraną z… lasu. Naukowcy odkryli, że w ciągu miesiąca dzieci bawiące się w tej ziemi miały na skórze bardziej zróżnicowaną „kolekcję” nieszkodliwych bakterii oraz więcej komórek immunoregulacyjnych, niż dzieci bawiące się tradycyjnych, miejskich placach zabaw. Co ciekawe, badania wykazały również związek między dorastaniem na wsi lub w gospodarstwie domowym ze zwierzętami a mniejszym prawdopodobieństwem wystąpienia alergii u dzieci w porównaniu z dziećmi żyjącymi w miastach lub w domach, w których nie było żadnych zwierząt. Oczywiście nie oznacza to, że teraz dzieci mają się tylko brudzić i spędzać czas z samymi zwierzakami. Najważniejszy jest zdrowy rozsądek i brak radykalnych postaw. Źródło: Nasz ekspert Jakub Rybski Dziennikarz, miłośnik kina niezależnego, literatury, ramenu, gier wideo i dobrego rocka. Wcześniej związany z telewizją TVN24 i Canal +. Zawodowo nie boi się podejmować żadnego tematu, prywatnie bardzo zainteresowany polityką. Autor bloga na Instagramie "Mini Podróże".
Udało się powstrzymać komórki odpornościowe przed atakiem na własny organizm
Przywykliśmy, że o system immunologiczny należy dbać, bo chroni on nas przed bakteriami czy wirusami. Co jednak, gdy nasz układ odpornościowy chce nas w najlepszym wypadku doprowadzić na skraj rozpaczy wywołując swędzenie, a w najgorszym zabić?
Ludzie z chorobami autoimmunologicznymi mają białe krwinki, którym inne komórki i tanki organizmu jawią się jako wrogowie. O ile niektóre przypadki da się leczyć, np. umiemy sobie radzić z alergiami, to problem pokroju stwardnienia rozsianego przewyższa nasze możliwości. Nie znaczy to, że dajemy za wygraną. - W naszych doświadczeniach już pokazaliśmy, że jesteśmy w stanie powstrzymać układ odpornościowy przed atakowaniem komórek nerwowych. To właśnie dzieje się u pacjentów ze stwardnieniem rozsianym. Powstrzymaliśmy proces niszczenia podając organizmowi coraz większe dawki tej samej molekuły, którą system immunologiczny atakował. Teraz poszliśmy krok dalej i pokazujemy jak ten proces przeprowadzić wewnątrz białych krwinek tworzących układ odpornościowy – tłumaczą na serwisie The Conversation prof. Peter Cockerill z Instytutu Raka i Nauk o Genomice na Uniwersytecie w Birmingham oraz prof. David C. Wraith, dyrektor Instytutu Immunologii i Immunoterapii na tej samej uczelni. Kierowany przez tych naukowców zespół ujawnił skomplikowany mechanizm pozwalający dosłownie przełączyć limfocyty T (typ białej krwinki) z błędnego atakowania własnego organizmu do prawidłowej funkcji ochronnej. – Nauczyliśmy jak czynić reaktywne (nieprawidłowe) limfocyty T ”spokojniejszymi”. Wytłumiliśmy sygnały wewnątrz limfocytów T pobudzające te białe krwinki do przełączania układu odpornościowego w (szkodliwy) stan nadaktywności – tłumaczą Cockerill i Wraith. Limfocyty T umieją rozpoznawać części składowe molekuł budujących patogeny (tzw. antygeny). Gdy taka biała krwinka ”zobaczy” antygen, zaczyna się mnożyć by za chwilę zaatakować wroga. Żeby przejść ze stanu letargu w stan super aktywności, limfocyt T włącza geny odpowiadające za odpowiedź immunologiczną. Po pokonaniu przeciwnika niektóre z tych komórek obronnych pozostaje aktywna, bo trzyma w sobie pamięć o przeciwniku - czytamy na Science Alert. Gdyby przyszło im ponownie mierzyć się z tym samym wrogiem, plan walki będzie pod ręką. Ta pamięć to zapisy dokonane na chromosomach. Należy patrzeć na to jak na rodzaj narzędzia pozwalającego skrócić czas reakcji obronnej (włączenia genu). U osób z chorobami autoimmunologicznymi, jak stwardnienie rozsiane (SM) czy cukrzyca typu 1, układ odpornościowy błądzi we mgle. Naukowcy z Birmingham tłumaczą to na przykładzie SM. To stan charakteryzujący się demielinizację włókien nerwowych (destrukcja mieliny, substancji wytwarzanej przez komórki otaczające aksony komórek nerwowych, czyli rurkowate twory łączące jeden neuron z drugim) w istocie białej mózgu i rdzenia kręgowego. - Limfocyty T zaczynają traktować traktować mielinę jak antygen, atakują układ nerwowy a w konsekwencji chory na SM ma zaburzenia czucia i/lub widzenia, niedowład kończyn, zaburzenia równowagi i koordynacji. My próbujemy to naprawić – wyjaśniają prof. Peter Cockerill i prof. David C. Wraith. Kluczem w ich doświadczeniach okazało się dostrzeżenie zmniejszanie się reaktywności limfocytu T wystawionego na coraz większe dawki mieliny. Biała krwinka w konsekwencji zostawała przeprogramowana tak, że wewnętrzne sygnały nakazujące jej niszczenie mieliny słabły. Limfocyt T z napastnika ponownie stawał się obrońcą. - To przełączenie autoprzeciwciała można wyjaśnić tym, że system immunologiczny regulują dwa typy genów. Jeden nakazuje mu atakować, drugi wycisza reakcję, gdy ta zaczyna wyrywać się poza kontrolę. Zwiększanie tolerancji limfocytu T na mielinę przeprogramowywało na poziomie chromosomu dwa najważniejsze geny łagodzące reakcję autoimmunologiczną tak, by były bardziej aktywne – czytamy na serwisie The Conversation. Nauczone, by w obecności mieliny nie wszczynać niszczycielskiej reakcji, limfocyty T przestały uszkadzać własny organizm. Wewnętrzny sygnał do ataku na komórki nerwowe słabł, a z czasem te białe krwinki przestawały go kompletnie otrzymywać. Problem z obecnie stosowanymi terapiami bazującymi na lekach immunosupresyjnych polega na tym, że środki te stępiają reakcję obronną chorego na wszystkie zagrożenia, z rakiem włącznie. Terapie antygenowe na chorych na SM są prowadzone, ale już wstępne wyniki testów klinicznych są obiecujące: zdrowie pacjentów poprawiało się - czytamy na neurology.com. - Mamy nadzieję, że immunoterapia antygenowa będzie w stanie pomóc chorym na różne typy chorób autoimmunologicznych. Szczegółowe poznanie złożonego mechanizmu działania autoprzeciwciał może otworzyć drzwi do terapii dostosowanych do potrzeb konkretnego pacjenta – przekonują badacze. Jan Sochaczewski