Biotechnologia

27. maja 2014 roku Uniwersytet Jagielloński zaprasza do kawiarni Pauza w Małopolskim Ogrodzie Sztuki na kolejne spotkanie pod hasłem Cafe Nauka (wstęp bezpłatny, start godz. 18). O biologicznych oraz prawno-etycznych zagadnieniach związanych z genetyką dyskutować będą prof. Jolanta Jura z Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii UJ – zajmująca się w swych badaniach m.in. genetycznym uwarunkowaniem chorób oraz dr Marta Soniewicka z Wydziału Prawa i Administracji UJ – prowadząca badania dotyczące etycznych i prawnych standardów genetyki reprodukcyjnej.

Richard Dawkins, jeden z najlepiej rozpoznawalnych współczesnych biologów, twierdzi, że jesteśmy tylko opakowaniem dla genów, maszyną, która ma umożliwić ich przetrwanie i rozprzestrzenianie się. Nawet podchodząc ostrożnie do takiej opinii, musimy uznać, że współcześnie genetyka jest jedną z tych dziedzin nauki, która rozpala ogromne emocje, nadzieje i kontrowersje, nie tylko wśród samych badaczy, ale i osób spoza środowisk akademickich. O naukowych oraz społecznych aspektach genetyki porozmawiamy na kolejnym spotkaniu z cyklu Cafe Nauka.

Homo geneticus
Spotkanie rozpocznie krótkie wprowadzenie – przedstawienie biologicznych podstaw genetyki. Potem zaś na uczestników Cafe Nauka czeka wielki ocean wątków związanych z chromosomami, DNA, mutacjami, rozmnażaniem, klonowaniem, komórkami macierzystymi, medycyną genomiczną oraz innymi pojęciami i zagadnieniami, w których „gen” odgrywa pierwszoplanową rolę. Tak, jak i w czasie poprzednich spotkań Cafe Nauka, także w i w trakcie tego kwestie z zakresu nauk przyrodniczych będą się przeplatać z tematami odnoszącymi się do prawa, filozofii czy socjologii. Z pewnością pojawią się więc wątki dotyczące regulacji badań genetycznych, hodowli człowieka doskonałego, plusów i minusów genetycznego wydłużania życia czy podziałów społecznych wynikających z dostępu do osiągnięć inżynierii genetycznej.

Wśród intrygujących problemów warto wymienić np. odpowiedź na pytanie jak to się dzieje, że komórki wyposażone w ten sam materiał genetyczny mają odmienny wygląd i pełnia różne funkcje – przecież i motyl i jego gąsienica niosą ze sobą ten sam zestaw genów, a jednak są inne? Kolejnym fascynującym tematem jest poznawanie genów organizmów żyjących dawno i bardzo dawno temu. Co nam dają takie badania?

Między wiedzą a przypuszczeniami
Te zagadnienia nie zamykają oczywiście listy możliwych kwestii. Czy już niedługo konieczne będzie publiczne ujawnianie własnej informacji genetycznej? Jakie dane związane z DNA i genami będzie można zastrzec i czerpać z nich korzyści finansowe, innymi słowy czy czeka nas rozwój przemysłu i rynku genetycznego? Czym jest syntetyczne DNA? Jakie skutki dla ewolucji ludzkości mają manipulacje genetyczne?  To zagadnienia, które mogą się objawić w czasie spotkania poświeconego – mówiąc metaforycznie – genetycznym grom – rozgrywkom między tym co wiemy, a co sobie wyobrażamy, między nauką i ideologiami, między naturą i kulturą, między korzyściami i ryzykiem.

Na Cafe Nauka zapraszają organizatorzy – CITTRU oraz Dział Promocji i Informacji UJ.  Warto przyjść i dowiedzieć się, i warto także o Cafe Nauka powiedzieć znajomym oraz współpracownikom. Zapowiada się intrygujące spotkanie.

Polska spółka Braster wykorzystująca ciekłokrystaliczną termografię kontaktową do diagnostyki raka piersi uzyskała 20 marca ochronę patentową emulsji ciekłokrystalicznej oraz sposobu jej wytwarzania w Europejskim Urzędzie Patentowym (EPO – European Patent Office). Autorska technologia stosowana w urządzeniu Tester BRASTER wcześniej uzyskała ochronę patentową m.in. na terenie USA, Kanady, Chin oraz Australii. Również w innych krajach zostały rozpoczęte procedury patentowe.

„Objęcie ochroną patentową kluczowych dla nas składników oraz metodologii ich wytwarzania przez European Patent Office, stanowi szerokie otwarcie drzwi do komercjalizacji urządzenia Tester BRASTER na wybranych rynkach europejskich” – komentuje prezes firmy Krzysztof Pawelczyk. – „Możemy teraz zdecydować, w których krajach Europy patenty te będą ważne. W procesie walidacji z pewnością wybierzemy te rynki, które mają strategiczne znaczenie w kontekście planowanej komercjalizacji urządzenia. Rozważamy m.in. Niemcy, Francję, Wielką Brytanię, kraje Beneluksu i Skandynawii oraz Polskę.”

CZYM JEST TERMOGRAFIA KONTAKTOWA

Jak wyjaśnił PAP kierownik zespołu naukowego dr Henryk Jaremek, wynalazek opiera się na wykrywaniu zmian temperatury w tkance. W połączeniu z innymi metodami umożliwia diagnostykę pacjentek bez względu na wiek, strukturę i temperaturę piersi. Dlatego termografia kontaktowa może usprawnić badania przesiewowe. Skuteczności i przydatności urządzenia Tester BRASTER w procesie diagnostyki patologii gruczołów piersiowych dowiodło zakończone w lutym badanie kliniczne.

„Stan ciekłokrystaliczny materii zaobserwowany został już w końcówce XIX w., jednak dopiero lata sześćdziesiąte ubiegłego wieku przyniosły zdecydowany wzrost zainteresowania ciekłymi kryształami – w szczególności gdy odkryto właściwość zmiany barwy cienkiej warstwy ciekłego kryształu oraz ich inne nie mniej ciekawe właściwości. Pierwsze ekrany LCD opracowano już w 1968 roku. Ciekłe kryształy od wielu lat były przedmiotem zainteresowania i prac badawczych w aspektach ich zastosowań w medycynie” – tłumaczy dr Jaremek, wiceprezes BRASTER S.A.

Jego zespół zaczął prace nad wykorzystaniem ciekłych kryształów w detekcji zmian patologicznych piersi. Badacze postanowili stworzyć urządzenie powszechnego użytku, tester, którego kobiety mogły używać w domu w ramach samobadania.

„Nasze badania koncentrują się na tzw. chiralnych związkach ciekłokrystalicznych. Wykazują one zdolność do selektywnego odbicia światła w funkcji temperatury. Właściwość ta umożliwia, po odpowiedniej „obróbce” i zabezpieczeniu kompozycji ciekłokrystalicznych, w materiałach błonotwórczych, tworzenie tzw. folii termograficznej. Takie matryce przyłożone do badanej powierzchni (piersi) pokazują barwne zobrazowanie, rozkładu temperatury w układzie trzech barw: czerwonej, zielonej i niebieskiej. Metoda nosi nazwę termografii kontaktowej” – tłumaczy dr Jaremek.

Podstawę wykorzystania termografii kontaktowej w medycynie stanowi tzw. „efekt dermotermiczny”. Komórki nowotworowe charakteryzują się wyższym tempem metabolizmu oraz tworzą gęstą sieć naczyń włosowatych. Tak powstają ogniska hipertermii, które są rejestrowane na powierzchni badanej piersi jako tzw. marker termiczny zmiany nowotworowej. Na termogramach zmiany patologiczne podejrzane o charakter nowotworu złośliwego widoczne są jako wyraźne barwne obszary. Są charakterystyczne pod względem morfologicznym i mają wyższą temperaturę od miejsc zdrowych.

NAUKOWCY TWORZĄ SPÓŁKĘ, FIRMA TRAFIA NA GIEŁDĘ

Prace zmierzające do opracowania wynalazku rozpoczęły się w 2007 roku. Pierwszymi realizatorami byli dr Jaremek wywodzący się ze „Szkoły Ciekłokrystalicznej” profesorów Józefa Żmiji i Romana Dąbrowskiego z Wojskowej Akademii Technicznej oraz dra Jacka Stępnia. Opracowanie i wdrożenie prototypu było możliwe dzięki współpracy z naukowcami z Wydziału Nowych Technologii WAT – profesorami Krzysztofem Czupryńskim i Stanisławem Kłosowiczem oraz profesorami Januszem Stanowskim i Romą Bogusławską-Walecką z Wojskowego Instytutu Medycznego.

„Urządzenie umożliwia identyfikację termomarkerów czynnościowych raka piersi. Na obecnym etapie rozwoju urządzenia mogłoby ono mieć zastosowanie w gabinetach lekarzy pierwszego kontaktu, internistów i ginekologów, jednak naszym celem jest stworzenie na tyle prostego w obsłudze i interpretacji wyników Testera, by mógł on znaleźć się w domu każdej kobiety” – deklaruje w rozmowie z PAP dr Jaremek.

Aby rozwijać i komercjalizować unikalny polski wynalazek uczeni powołali w 2008 r. spółkę BRASTER, obecnie notowaną już na NewConnect. Wówczas była spółką z o.o. utworzoną przez grupę pięciu naukowców. Obecnie tester został wzbogacony w oprogramowanie z możliwością interaktywnej komunikacji z użytkownikiem. Sekwencje obrazów zapisywane są w postaci cyfrowej, którą następnie można wielokrotnie odtwarzać i prezentować. Eksperci opracowali algorytm postępowania w formie drzewa decyzyjnego który ułatwia interpretację obrazów cieplnych.

„We współpracy z WAT – Wydziałem Nowych Technologii mogliśmy zintensyfikować badania nad technologią hermetyzacji termotropowych ciekłych kryształów. Były to badania idące w kierunku pozyskania dużych powierzchni folii termograficznych, pozbawionych defektów dyskwalifikujących je z zastosowań medycznych. Pomysł poparty konkretnymi działaniami, w tym wsparciem finansowym, przekształcił się w opatentowaną, unikatową w skali światowej, technologię wytwarzania emulsji ciekłokrystalicznej i matryc filmu termo optycznego” – mówi dr Jaremek.

Innowacyjność urządzenia kryje się właśnie w matrycach. Badania dowiodły, że skutecznie obrazują one procesy metaboliczne i czynnościowe zachodzące wewnątrz gruczołu piersiowego. Tester jest prosty w użyciu, bezinwazyjny, a przez to bezbolesny. Nie emituje ani nie wykorzystuje szkodliwego promieniowania i jest obojętny biologicznie dla skóry.

„Badanie termograficzne trwa około 12 min, w pełnej procedurze badania klinicznego od 20 do 30 min. Lekarz dokonuje kwalifikacji poszczególnych obrazów termograficznych uzyskanych na ekranie urządzenia jako prawidłowych lub patologicznych. Obserwacje dokonywane są na bieżąco i uwzględniają różnice temperatur o co najmniej 0,5°C” – opisuje doktor.

Jak dodaje rozmówca PAP, w firmie opracowano pomocniczą „kartę podstawowych wzorów anomalii termicznych”, które mogą być widoczne na termogramie piersi. Jeżeli w obrazie termograficznym jednej lub obu piersi wystąpi którykolwiek spośród przedstawionych wzorów anomalii termicznych, taki termogram należy uznać za patologiczny.

BRASTER S.A. została nagrodzona Złotym Laurem Innowacyjności przyznanym przez Naczelną Organizację Techniczną, prestiżowym tytułem Rynkowego Lidera Innowacyjności Dziennika Gazety Prawnej oraz otrzymała wyróżnienie w konkursie Polski Produkt Przyszłości organizowanym przez Polską Agencję Rozwoju Przedsiębiorczości.

Jeden z powszechnie używanych antybiotyków może być pomocny w leczeniu chorób o podłożu wirusowym, np. zapalenia wątroby czy polio – wykazała dr Kamila Stokowa-Sołtys z Uniwersytetu Wrocławskiego. Badania są na wstępnym etapie, ale ich wyniki są obiecujące.

„Powszechnie wiadomo, że antybiotyków nie stosuje się w leczeniu infekcji wirusowych, a zadaniem antybiotykoterapii jest zmaganie się z zakażeniami bakteryjnymi. My ten stereotyp próbowaliśmy przełamać” – powiedziała PAP dr Kamila Stokowa-Sołtys z Wydziału Chemii Uniwersytetu Wrocławskiego.

W ramach swojej pracy doktorskiej prowadziła badania nad właściwościami antybiotyków m.in. bacytracyny. „Bacytracyna to antybiotyk stosowany w leczeniu zakażeń bakteryjnych. My znaleźliśmy jego nowe zastosowanie i właściwości. Odkryliśmy, że bacytracyna wykazuje zdolność do degradacji RNA wirusów” – tłumaczy badaczka.

Dzięki temu – mówi dr Stokowa-Sołtys – może być wykorzystywana w leczeniu chorób o podłożu wirusowym i umożliwia walkę z wirusami RNA, takimi jak m.in. wirusy zapalenia wątroby, polio, czy też wirus HIV. Natomiast, stosując bacytracynę miejscowo, można będzie zwalczać także szybko namnażające się wirusy DNA, np. wirus opryszczki.

Przyznała, że podczas badań naukowcy testowali ogromną liczbę antybiotyków i żaden z nich nie wykazywał podobnych właściwości. „Było dla nas zaskakujące, że jeden związek spośród takiej dużej grupy zachowywał się inaczej” – powiedziała.

„Nasz wynalazek ma zaledwie dwa lata. Na razie wiemy, że bacytracyna niszczy RNA wirusów, ale dlaczego akurat ona ma takie wyjątkowe właściwości dopiero badamy. Póki co prowadziliśmy badania in vitro, do badań na żywych organizmach jest jeszcze daleko. Wiąże się to też ze wzrostem nakładów finansowych. Wstępne wyniki są jednak bardzo obiecujące” – mówi dr Stokowa-Sołtys.

Zaletą proponowanego rozwiązania jest fakt, że związek ten znany jest od wielu lat i dopuszczony do stosowania u ludzi i zwierząt – co stanowi jego przewagę nad nowo syntetyzowanymi związkami chemicznymi, których wprowadzenie do stosowania jako leki wymaga długotrwałych badań. „To właściwie nowe zastosowanie starego leku” – podkreśla dr Stokowa-Sołtys.

Nowe zastosowanie bacytracyny jest już podstawą polskiego i międzynarodowego zgłoszenia patentowego. „To jednak dopiero początek naszej długiej drogi. Czas od wymyślenia leku, do wprowadzenia go na aptekarskie półki wynosi około 15 lat” – podkreśla badaczka.

Badania dotyczące zastosowania tego antybiotyku do degradacji niepożądanego RNA, dr Kamila Stokowa-Sołtys prowadziła w ramach realizacji projektu „Biotechnologie i zaawansowane technologie medyczne – BioMed” Wrocławskiego Centrum Badań EIT+. Badaczce przyznano pierwszą nagrodę w konkursie “Innowacja jest Kobietą”. Dzięki temu będzie reprezentowała Polskę podczas XVII Międzynarodowego Salonu Wynalazków i Innowacyjnych Technologii „Archimedes 2014” w Moskwie.

Dwaj Polacy zrekonstruowali trójwymiarową strukturę białka, transportującego cholesterol do wnętrza mitochondriów. Dzięki temu będzie można opracować nowe leki neurologiczne – informuje czasopismo „Science” oraz Fundacja na rzecz Nauki Polskiej.

Rekonstrukcji trójwymiarowej struktury białka dokonali bracia Łukasz i Mariusz Jaremko. Oprócz Polaków do odkrycia przyczynili się specjaliści z Instytutu Chemii Biofizycznej Maxa Plancka w Getyndze.

Badali oni ssacze białko translokacyjne o nazwie TSPO. Do jego rekonstrukcji wykorzystali techniki spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR). Spoili transporter TSPO z ważnym diagnostycznie markerem znanym pod nazwą PK11195.

„Uzyskane wyniki pozwolą na lepsze zrozumienie mechanizmów odpowiedzialnych za to, jak TSPO rozpoznaje i wiąże w komórce markery diagnostyczne” – czytamy w komunikacie Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.

TSPO od dawna było wykorzystywane w diagnostyce i leczeniu licznych schorzeń. Lepsze poznanie jego struktury i właściwości daje szansę na rozwój metod diagnozowania i leczenia chorób neurodegeneracyjnych jak choroba Parkinsona czy choroba Alzheimera. Może także być wykorzystane do ulepszenia technik wizualizacji stanów zapalnych mózgu – informuje Fundacja.

Chociaż cholesterol kojarzy się głównie z niezdrowym jedzeniem czy chorobami krążenia, jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Działa stabilizująco na błonę komórki oraz jest podstawowym materiałem w produkcji różnych hormonów w mitochondrium – części komórki, w której wytwarzana jest jej energia.

Poza dostarczaniem energii, mitochondria wytwarzają także hormony steroidowe, takie jak testosteron czy estradiol. Hormony te kontrolują wiele procesów zachodzących w organizmie. Podstawowym budulcem tworzącym hormony steroidowe jest właśnie cholesterol, który musi zostać najpierw wprowadzony do mitochondrium poprzez dwie błony. W zewnętrznej błonie mitochondrium zadanie to realizuje właśnie białko TSPO odpowiedzialne za transport cholesterolu (a także porfiryn) na poziomie molekularnym.

Start-up, który narodził się na Politechnice Śląskiej, zamierza zrewolucjonizować rynek urządzeń rehabilitacyjnych w Polsce. EgzoTech ogłoszono jednym z 8 najlepszych start-upów na świecie. Prezentacje zespołu Michała Mikulskiego robią furorę w Dolinie Krzemowej. Egzoszkielety, czyli roboty zakładane na kończyny, sprawią, że bolesne i żmudne zabiegi nie będą obciążały kręgosłupa, a kiedyś mogą nawet dostarczać podobnych emocji jak… gra komputerowa.

Robot EgzoEMG ma być pomocnikiem rehabilitanta. Daje też możliwości diagnostyczne, umożliwia ocenę siły mięśniowej, elektrycznej aktywności w mięśniach pacjenta i pomiar zakresu ruchu. Będzie to jedyny dostępny na świecie robot, który wykorzystuje EMG, czyli elektromiografię. Daje to szansę rehabilitacji czynnej – wykorzystując aktywność elektryczną pojawiającą się w mięśniach nawet słabych pacjentów.

Robot został opracowany w Polsce, specjalnie dla rehabilitantów. Przeszedł już pierwsze testy z udziałem pacjentów – ochotników. „Mieliśmy we Wrocławiu pacjenta – Jakuba, który pierwszy raz od pięciu lat poruszał rękami dzięki naszemu robotowi. Ten pacjent nie byłby w stanie uczestniczyć w rehabilitacji innego typu, jak właśnie z egzoszkieletem” – mówi Mikulski.

Spółka EgzoTech, która zajmuje się komercjalizacją technologii, ma już dwa polskie wnioski patentowe i rozszerzyła swoje patenty na cały świat w procedurze PCT. Dzięki ochronie własności intelektualnej będzie jedyną firmą która sprzedaje roboty tej klasy. EgzoTech został uznany za jeden z 8 najlepszych start-upów na świecie.

„Technologie, nad którymi pracujemy w ramach EgzoTechu, zostały wyróżnione jako jeden z 5 najlepszych start-upów w Polsce przez Google for Entrepreneurs, Polsko-Amerykańską Izbę Handlową i Konsulat Stanów Zjednoczonych w Krakowie. Z robotem EgzoEMG polecieliśmy na prezentację do Chicago. Zostaliśmy także uznani za jeden z 8 najlepszych start-upów na świecie, w tym najlepszy z Polski przez Akcelerator Blackbox z Doliny Krzemowej w ramach programu Blackbox Connect 2013 Silicon Valley Immersion Program” – tłumaczy Mikulski.

Na potrzeby prezentacji w Stanach Zjednoczonych zespół stworzył grę komputerową, w którą mogą grać osoby rehabilitowane. Do tak oprogramowanych robotów „podpinali się” przedstawiciele biznesu i dyplomacji i latali sterowcem, rywalizując z dziećmi.

„W Chicago zorganizowaliśmy konkurs – grę komputerową, gdzie pacjent ćwiczył, mając wrażenie, że lata sterowcem. Grali w to wszyscy łącznie z byłym ambasadorem USA w Polsce, dyrektorem Google z Krakowa, a najwięcej punktów zdobyły dwie siedmioletnie dziewczynki. To na razie zabawa, ale warto pamiętać, że rehabilitacja jest procesem długotrwałym, bolesnym i zwyczajnie nudnym. Ani dorośli, ani tym bardziej dzieci nie są cierpliwe. Jeżeli w czasie ćwiczenia, gdy podnosimy kończynę, wirtualny sterowiec zbiera gwiazdki w grze komputerowej, wtedy nie skupiamy się na bólu czy dolegliwościach, ale na tym, żeby dobrze pilotować grę. To jest też rehabilitacja połączeń nerwowych – bonusowa funkcjonalność naszego robota” – opowiada Mikulski.

Egzoszkielety działają ze sprawnymi pacjentami, teraz firma dostosowuje je do potrzeb osób niepełnosprawnych, technologia jest jeszcze w fazie rozwoju. Wymiary układów napędowych i szkieletu na razie są dostosowane do potrzeb dorosłych, ale docelowo będą z nich korzystać także dzieci.

Egzoszkielet ręki przyniósł wcześniej Mikulskiemu tytuł Akademickiego Mistrza Innowacyjności w konkursie PARP, a następnie wyróżnienie w ramach konkursu – Polski Produkt Przyszłości. Technologia rehabilitacji aktywnej z użyciem elektromiografii i egzoszkieletu kończyny górnej przyniosły spółce złote medale na wystawach wynalazków w Brukseli i w Moskwie. Udział w targach innowacyjności to potwierdzenie udanej komercjalizacji wyników prac badawczych.

„Komercjalizacja jest podstawą badań naukowych. Każda technologia, którą realizujemy, jest komuś dedykowana. My dedykujemy ją niepełnosprawnym i centrom rehabilitacyjnym. Jeśli technologia nie może trafić do docelowych odbiorców – pacjentów, rehabilitantów, to znaczy, że coś zostało źle zrobione. Otworzyliśmy EgzoTech i rozpoczęliśmy prace nad robotem EgzoEMG właśnie po to, żeby dotrzeć do odbiorców” – mówi Mikulski.

Jak wyjaśnia, badania naukowe mogą doprowadzić twórców tylko do prototypu. Później trzeba technologię transferować do przemysłu. EgzoTech ma już 6-osobowy zespół (są to pracownicy etatowi) oraz współpracuje z kolejnymi 12 osobami. Zespół dobrany został na zasadach biznesowych, ale współpracuje z nim wielu studentów i zdolnych absolwentów.

„Dzięki sprawnie działającej firmie można doprowadzić technologię do rynku. Nie zawsze duże instytucje naukowe są w stanie to zrobić. Start-up łączy w sobie podejście naukowe uczelni i sprawność firmy. Jest sposobem by technologia miała szansę trafić do klientów” – uważa Mikulski.

Związki zwane hydroksyapatytami wykorzystywane są głównie jako materiały kościozastępcze, składniki past do zębów, kremów przeciwsłonecznych, środki przeciwzmarszczkowe, a także wspomagają gojenie się ran przewlekłych. Polscy naukowcy opracowali plastry i maści, które wykorzystują ich wyjątkowe właściwości.

Hydroksyapatyty to związki nieorganiczne wapnia stanowiące budulec naszych kości i zębów. Mają wiele różnorodnych zastosowań. Stosowane są m.in. jako substancja aktywna w produkcji past do zębów wykorzystywanych w leczeniu nadwrażliwości zębów.

Hydroksyapatyty stanowią alternatywę dla tlenku tytanu w kremach przeciwsłonecznych, który często pod wpływem promieniowania słonecznego prowadzi do powstania produktów mających negatywny wpływ na skórę. Coraz większą popularnością cieszy się również zastosowanie hydroksyapatytu w zabiegach estetycznych. Związek ten podawany jest w formie zawiesiny koloidalnej, której rolą jest stworzenie rusztowania i stymulacji dla wzrostu kolagenu. To przyczynia się do wygładzenia zmarszczek. Nanohydroksyapatyt może być również nośnikiem leków, np. chemioterapeutyków, stosowanych w celowanej terapii nowotworów.

Naukowcy z Instytutu Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu we współpracy z Uniwersytetem Medycznym we Wrocławiu analizując ich właściwości stwierdzili, że mogą być one przydatne we wspomaganiu leczenia ran przewlekłych i trudno gojących.

Z taką dolegliwością boryka się w Polsce około 400 tys. chorych. Do czynników hamujących proces gojenia można zaliczyć m.in. niedostateczne ukrwienie, przez co tkanki otrzymują mniej tlenu i składników odżywczych: białka, witamin, minerałów. Rany, przy braku odpowiedniego leczenia, mogą stać się przyczyną groźnych zakażeń całego organizmu.

Dlatego tak ważne jest, aby wykorzystywane w terapii trudnych ran opatrunki i maści były właściwie przygotowane. Opracowane przez naukowców żele, maści i opatrunki na bazie nanohydroksyapatytów są uniwersalne i przeznaczone dla każdego rodzaju ran we wszystkich ich stadiach. Od ran czystych i zainfekowanych, do ran o różnym stopniu wysięku. „Przede wszystkim są biokompatybilne, co oznacza, że nie powodują żadnych dodatkowych efektów toksycznych czy objawów alergicznych” – mówi kierujący pracami badaczy dr hab. Rafał J. Wiglusz.

Hydroksyapatyty tworzą rusztowanie dla tkanek miękkich, umożliwiające zamykanie rany. Stymulują też organizm do produkcji kolagenu, dzięki czemu uszkodzone tkanki mogą się odbudowywać i regenerować. „To bardziej środek wspomagający leczenie niż lek. Poprawia komfort życia pacjenta, a szczególnie dobrze działa na zmiany odleżynowe” – wyjaśnia dr Wiglusz.

Choć na świecie hydroksyapatyty są wykorzystywane w medycynie już od wielu lat, to jeszcze mało przebadane i mało propagowane są właściwości nanostruktur tworzonych przez te związki. „Dopiero od kilku lat nanohydroksyapatyty są badane i wykorzystywane w Polsce. Jedyną firmą, która produkuje je w Polsce jest NanoSynHap Sp. z o.o. z Poznania” – opisał rozmówca PAP.

Dzięki użyciu nanostruktur powierzchnia czynna hydroksyapatytów jest o wiele większa i ich oddziaływanie jest skuteczniejsze. „Znacznie większa jest powierzchnia kontaktu między nanohydoksyapatytem a uszkodzonymi tkankami. Cząstka może łatwiej wniknąć w ranę, dlatego te efekty są dużo lepsze” – powiedział.

Za przygotowane rozwiązanie naukowcy z Instytutu Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych PAN wraz z ARS MedicaBis Sp. z o.o. oraz HascoLek S.A. otrzymali Złoty Medal targów Brussels Innova 2013. Badania nad hydroksyapatytami finansowano ze środków Narodowego Centrum Nauki i Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.

Część myszy, jeśli stworzy im się taką możliwość, pije alkohol częściej niż pozostałe – wykazali polscy naukowcy w eksperymencie. Badając mysie mózgi chcą odnaleźć procesy powodujące, że niektórzy ludzie są bardziej podatni na uzależnienie, a inni mniej.

Naukowcy z zespołu dr hab. Katarzyny Radwańskiej z Instytutu Biologii Doświadczalnej PAN w Warszawie przez 95 dni prowadzili eksperyment, w którym badali skłonność myszy do sięgania po alkohol. „Myszy piją alkohol i to bardzo chętnie. Natomiast nieco trudniej powiedzieć, czy myszy mogą być od tego alkoholu uzależnione” – mówi Radwańska.

W swojej pracy badawczej zajmuje się ona m.in. zwierzęcymi modelami uzależnienia od alkoholu, a jednym z jej celów badawczych jest zrozumienie molekularnego, komórkowego podłoża pamięci uzależnienia. „Jeśli psychiatra ma określić, czy jego pacjent jest uzależniony np. od alkoholu, to zadaje mu konkretne pytania: jak długo pije, czy jego picie przekłada się na życie prywatne, zawodowe. My w pewnym sensie takie same pytania musimy zadać myszom, które jak wiadomo odpowiadają mniej chętnie” – opisuje badaczka.

W uzyskaniu odpowiedzi na takie pytania naukowcom pomogły specjalne klatki, w których przez 95 dni trwania eksperymentu, myszom podawano do picia wodę lub alkohol. Butelki z napojami umieszczono w rogach klatki, a każdą mysz oznaczono. W efekcie naukowcy dokładnie wiedzieli, która mysz jest w danym rogu klatki, ile alkoholu, a ile wody wypiła. Mogli też włączyć drzwi, które zamykały dostęp do alkoholu i sprawdzać, czy mysz stara się o dostęp do niego.

„Mysz, której bardzo zależało na otrzymaniu alkoholu potrafiła siedzieć i wytrwale 40 razy pukać nosem w drzwi po to, by pić go przez pięć sekund. Mysz, której nie zależało na alkoholu, rezygnowała z tej czynności i wolała napić się wody” – powiedziała Radwańska. Naukowcy odbierając myszom dostęp do alkoholu chcieli zasymulować stan odstawienia alkoholowego. Po takiej przerwie znów umożliwili myszom dostęp do niego, doprowadzając do swoistego nawrotu alkoholowego. „Tak jak alkoholicy, niektóre myszy zaczynały wtedy pić bardzo dużo” – mówi Radwańska.

Jedna z badanych myszy w ciągu doby, bez żadnej dodatkowej zachęty, wypiła ponad 12 gramów alkoholu w przeliczeniu na kilogram masy ciała. To bardzo dużo, bo – jak tłumaczy badaczka – już po zastrzyku wynoszącym 4 gramy na kilogram, mysz może stracić przytomność.

Dla każdej myszy naukowcy wyliczyli indeks uzależnienia i na jego podstawie wyłonili dwie grupy myszy: pijące bardzo dużo alkoholu i takie, którym na nim nie zależało. Zdaniem Radwańskiej takie zróżnicowanie oddaje naturalne różnice w populacji. To były myszy z tej samej klatki, miały taki sam dostęp do alkoholu, natomiast zachowywały się zupełnie inaczej. Podobnie jest wśród ludzi.

„W tym momencie zaczęły się pytania, które nas najbardziej interesowały. Czym różnią się mózgi myszy z tych dwóch grup? Jak są zbudowane i jakie mechanizmy w nich zachodzą?” – opisuje badaczka.

Mózg mysi, podobnie do mózgu ludzkiego, składa się z komórek nerwowych nazywanych neuronami. Każda komórka nerwowa ma bardzo dużo odgałęzień, a na każdym z nich znajdują się wypustki, zwane kolcami dendrytycznymi. „Badamy, czym różni się struktura tych kolców u myszy, które piją chętniej od tych, które piją mniej” – wyjaśnia Radwańska. „Jesteśmy przekonani, że właściwości tych wypustek i ich zmiany zachodzące w wyniku różnych doświadczeń decydują o tym, że jedni uczą się lepiej albo gorzej, jedni sią uzależniają, a drudzy nie” – dodaje.

Naukowcy analizowali gęstość i wielkość kolców dendrytycznych na neuronie. Okazało się, że gęstość pomiędzy poszczególnymi grupami się nie zmienia. Natomiast wielkość i powierzchnia jest mniejsza u tych myszy, które piją alkohol z zaangażowaniem.

W kolejnych badaniach Radwańska będzie sprawdzała, jakie jest molekularne podłoże tych zmian, jakie czynniki je regulują. Być może uda jej się odnaleźć zachodzące w mózgu procesy powodujące, że ktoś jest bardziej podatny na uzależnienie, a ktoś inny mniej. „Liczymy, że znajdziemy też odpowiednie narzędzia, by te molekularne procesy regulować” – podkreśla Radwańska.

Badania Radwańska prowadziła m.in. w ramach programu „Pomost” Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.

Ludzkie oko, niczym fabryka chemiczna, produkuje toksyczne odpady, które są m.in. efektem starzenia narządu wzroku. Zbierają się one w przypominających beczki kroplach tłuszczowych. Naukowcy zamierzają je zbadać, aby lepiej zrozumieć procesy starzenia narządu wzroku.

„Ludzkie oko jest bardzo ciekawym narządem. To nasz główny zmysł, umożliwiający komunikację ze światem zewnętrznym. Jest bardzo złożonym mechanizmem, wypracowanym w toku ewolucji” – mówi dr hab. Maciej Wojtkowski z Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu. Przyznaje, że jako fizyk długo był przekonany, że o oku ludzkim wszyscy już wszystko wiedzą. Zainteresował się nim trochę przypadkowo, przy okazji prac nad technologiami tomografii optycznej.

Oko – opisuje – przypomina fabrykę chemiczną, która potrzebuje ogromnego zasobu energii. Łatwo to zaobserwować, bo pierwsze co psuje się w organizmie, jeśli będziemy go zbyt mocno eksploatować, to właśnie wzrok. Efektem działania tej specyficznej „fabryki” są też produkowane przez nią odpady. „Są to złogi, których głównym składnikiem jest cząsteczka A2E – bardzo podobna składem chemicznym do witaminy A. Ilość tych śmieci i ich powstawanie jest efektem procesów starzenia siatkówki oka” – tłumaczy dr Wojtkowski.

Odpady są zamykane w kroplach tłuszczowych, które można porównać do beczek i przechowywane jako tzw. lipofuscyny w nabłonku barwnikowym oka. „My postanowiliśmy w tych beczkach ze śmieciami trochę pogrzebać, aby zacząć różnicować zamknięte w nich lipofuscyny i dowiedzieć się więcej o wpływie tych toksycznych odpadów na proces starzenia” – wyjaśnia badacz.

Jednak, aby dostać się do narządu tak złożonego i wrażliwego jak oko, trzeba stosować najnowocześniejsze technologie. Nowe techniki badania czynności struktury oka ludzkiego dr Wojtkowski rozwija właśnie w prowadzonym przez jego zespół projekcie naukowym. W tej dziedzinie ma już ogromne osiągnięcia, bo jako pierwszy na świecie, skonstruował urządzenie do obrazowania siatkówki ludzkiego oka za pomocą tomografii optycznej SOCT.

Mieszczące się w naszych oczach śmieci naukowcy mogą badać, bo te w odpowiednich warunkach świecą. W latach 90. XX wieku okazało się, że jeśli poświecimy na nie niebieskim światłem, to emitują światło żółtawo-zielone. Za pomocą dostępnych komercyjnie narzędzi, można więc zmierzyć obraz dna oka i świecenie związane z aktywnością siatkówki.

Konieczność poświecenia w oko niebieskim światłem wiąże się jednak z dużym dyskomfortem dla pacjenta. Jest to dość mocne światło, więc osoba, na której przeprowadzane jest takie badanie przez moment praktycznie nie widzi niczego poza białą plamą. „My znaleźliśmy sposób, by polepszyć czułość tej metody. Zredukowaliśmy tę moc znacząco, tak by uniknąć efektu dyskomfortu dla pacjenta, a jednocześnie otrzymywać dobrej jakości obrazy” – zapewnia dr Wojtkowski.

Projekt „Opracowanie nowoczesnych technik optycznych do obrazowania struktury i czynności oka ludzkiego” jest realizowany w ramach programu Team Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.