Kategorije
Broj 17 Razumjeti znanost

Priča o CRISPR-u

Tehnologija CRISPR-Cas9 – treba li ju posebno predstavljati? Upravo je taj sustav za precizno uređivanje genoma omogućio revoluciju genetičkog inženjerstva. Ipak, danas u fokusu neće biti sama primjena CRIPSR-Cas9 sustava u biotehnologiji, koliko god ona bila fascinantna (bez brige, na to ćemo se vratiti neki sljedeći put).

Danas je vrijeme da zavirimo u pozadinu onoga što stoji iza tog gotovo savršenog molekularnog alata koji se u današnjoj varijanti sveo na jedan enzim i jednu pažljivo odabranu molekulu RNA.

Kategorije
Broj 16 Razumjeti znanost

Interakcija lijekova?

Tijekom svog rada u javnoj ljekarni, shvatila sam koliko ljudi, prvenstveno starija populacija, uzima 6 i više lijekova. O svemu tome bilo je puno govora na fakultetu, no moram priznati da me sve to u praksi svejedno iznenadilo. Prvi i osnovni problem politerapije su interakcije lijekova o kojima, barem u Hrvatskoj, malo tko vodi računa. Ideja racionalne farmakoterapije je upravo racionalizirati primjenu lijekova, što posljedično dovodi do sigurnije primjene lijekova (manje nuspojava, minimalan rizik subdoziranosti i predoziranosti), manje troškova za zdravstveni sustav i, ono najbitnije, veće adherencije pacijenata.

Kategorije
Broj 15 Razumjeti znanost

Od Röntgena do Damadiana: demistifikacija zračenja te uvod u radiologiju i nuklearnu medicinu

Koautor: Mario Zelić

“Ništa u životu ne postoji da bi da se plašili, samo da bismo ga razumjeli. Sada je vrijeme da razumijemo više kako bismo se bojali manje.”

Marie Curie

Zračenje je riječ koja plaši mnoge ljude. Velik dio tog straha proizlazi iz manjka razumijevanja toga što zračenje uistinu jest te što radi, a što ne. “Zračenje” samo za sebe vrlo je širok pojam, općenito korišten za bilo kakvu emisiju energije iz nekog izvora. Međutim, brojne su pojave obuhvaćene njime, a dolaze u raznim kategorijama uobičajenosti, kao i opasnosti. Čak i one vrste zračenja koje možemo smatrati “opasnima” mogu nekad biti korisnije nego što su štetne – zbog čega u medicini postoje i tretmani liječenja štetnih efekata zračenja i tretmani koji zahtijevaju namjerno ozračenje pacijenta.

Kategorije
Broj 14 Razumjeti znanost

Možemo li izliječiti Alzheimerovu bolest?

Vjerujem da je većina nas, pogotovo mi vječiti romantičari, čulo za knjigu (ili film) „The Notebook“. U toj dvosatnoj romantičnoj drami, pratimo prekrasnu i pomalo tužnu priču mladog para koji je usprkos svim preprekama ostario zajedno. Međutim, „The Notebook“ prikazuje i puno više od samo romantične ljubavne priče – prikazuje tužnu sudbinu 50 milijuna ljudi diljem svijeta koji zbog demencije izgube sjećanja na pola svog života, a njihove obitelji praktički ostanu bez voljene osobe.

Kategorije
Broj 14 Razumjeti znanost

Avatari onkoloških bolesnika – kako unaprijediti ishode liječenja

S više od 19 milijuna dijagnosticiranih slučajeva godišnje te oko 10 milijuna smrti diljem svijeta, rak predstavlja veliki izazov za zdravstvo te važan uzrok mortaliteta i morbiditeta. Neki od najčešće dijagnosticiranih vrsta poput raka pluća, dojke i raka debelog crijeva, odgovorni su za trećinu ovih slučajeva. S obzirom na ove podatke, kako to da smo i dalje vrlo neefikasni u samom liječenju? Dio odgovora je nevjerojatna heterogenost tumora: između različitih tipova, između dvoje ljudi koji imaju isti tip ili pak unutar istog tumora u jednoj osobi. Ovaj biološki fenomen već dugo predstavlja veliki izazov za znanstvenike.

Prostorna i vremenska heterogenost tumora

Tumorska heterogenost izražava se u dva oblika: prostorno i vremenski. Prostorna heterogenost objašnjava fenomen da postoje značajne genetičke varijacije u različitim dijelovima istog tumora. To je jedna i od temeljnih bioloških značajka tumorskog mikrookoliša – mreža staničnih i nestaničnih komponenta koje okružuju tumor. Mikrookoliš sastoji se od stanica poput stromalnih fibroblasta koji izlučuju ekstracelularni matriks (ECM), multifunkcionalnih stanica pericita, endotelijskih i imunih stanica, kao i kolagena, glikoproteina fibronektina te intermedijarnih filamenata lamina.  Kompoziciju samog ECMa određuju stanice tumora, primarno kroz kompleksnu mrežu upalnih medijatora, faktora rasta i enzima zaslužnih za modeliranje.

Povrh toga, tumor se mijenja kroz vrijeme i tumorske stadije, što nazivamo vremenska heterogenost. Heterogenost opskrbljuje tumor s rezistentnošću na lijekove, što predstavlja veliki izazov u njihovom liječenju. Naime, lijekovi koji se koriste većinom nisu efektivni u ubijanju svake pojedine stanice tumora. Stanice koje prežive onkološki tretman često su uzrok remisije tumora koji su agresivniji od prijašnjeg i koji se mogu brže širiti.  

Uzimajući u obzir heterogenu prirodu tumora, važno je napomenuti kako učinkovit tretman zahtjeva individualni pristup, poznato još kao i precizna medicina. Multi-regijsko uzimanje uzorka, istraživačke autopsije te sekvenciranje pojedinih stanica, sve su trenutno platforme u nastajanju koje pomažu u otkrivanju zamršene heterogenosti tumora. No na koji način možemo odrediti koji će onkološki tretman biti efikasan za pojedinu osobu? Jedna od opcija koje se trenutno nude je individualizirana platforma tumorskih eksplantata (eng.patient-derived tumour explanta) ili skraćeno PDE.

Slika 1. Tumorska heterogenost. Izvor: Polyak et al., 2012 (Nature Reviews Cancer)

Patient-derived tumour explants (PDEs) platforma

Nesklad između pred-kliničkih modela i ishoda pacijenata predstavlja veliki problem u primjeni istraživanja u kliničkom liječenju, posebno kada dođe do razvoja onkoloških lijekova: do 90% lijekova testiranih u fazi I kliničkih ispitivanja, prvoj fazi koja uključuje ljude, ne uspije se probiti na tržište. Nadalje, veoma je često da pacijenti s istom vrstom tumora reagiraju drugačije na isti lijek.

Iz tih je razloga ključan razvoj platforme koja će omogućiti brzo, jeftino, te najvažnije, točno predviđanje kako će pojedini pacijent odgovoriti na lijekove. Jedna od takvih platformi je upravo PDE koja se radi od svježe kirurški odstranjenog tumora kod pacijenta. PDE možemo predočiti kao avatare pacijenata jer način njihove pripreme ne iziskuje de konstrukciju originalnog tumora – PDEovi pružaju očuvanje originalne heterogenosti i arhitekture. Nakon njihova generiranja, mogu se tretirati nizom potencijalnih onkoloških lijekova. Pažljiva analiza tretiranog PDEova, može nam dati veoma preciznu estimaciju kako će pacijent reagirati na određeni tretman.

Do sada se pokazalo da PDE platforma daje obećavajuće rezultate u slučaju nemalog karcinoma pluća i endometrioze, a postoji i mnoštvo drugih studija koje usvajaju PDE za druge vrste karcinoma.

Slika 2. Proces generiranja PDEova. Izvor: Powley et al., 2020 (British Journal of Cancer)

PDEovi su superiorniji od ostalih modela, poput  tumorskih staničnih linija, koje ne uspijevaju u potpunosti obuhvatiti biologiju nativnih tumora, rezultirajući lošim predviđanjem kliničkih ishoda. Međutim, nekoliko nedostataka PDEova ograničava njihovu širu uporabu. Jedna od njih je kratkoročna priroda održivosti PDEova, gdje se integritet tkiva obično čuva do samo 48–72 sata. To znači i da se sva klinička ispitivanja moraju provesti u tom kratkom roku, što nije uvijek moguće.  

Nadalje, PDE još uvijek nisu uobičajena klinička praksa – mnogi laboratoriji nisu prilagođeni ovoj tehnologiji, a nedostaje standardiziranih protokola za njihovo generiranje i analizu podataka.

Međutim, možemo zaključiti da PDEovi nude brojne prednosti, uključujući sposobnost korelacije odgovora na lijek s patologijom tumora, heterogenošću tumora i promjenama u mikrookolišu tumora. Kao takvi, PDEovi su snažan model za otkrivanja lijekova i biomarkera protiv raka. Kao takvi, od velikog interesa su za daljnji razvitak.

Ovdje se nalazi nekoliko linkova na kojima možeš saznati više o ovoj platformi:

  1. Patient-derived explants (PDEs) as a powerful preclinical platform for anti-cancer drug and biomarker discovery
  2. Patient-derived explants, xenografts and organoids: 3-dimensional patient-relevant pre-clinical models in endometrial cancer

Kako ti se svidio članak? Reci nam svoje mišljenje u komentarima!

Kategorije
Broj 12 Razumjeti znanost

Što se događa kad pogriješimo?

U prirodi je medicine da ćete zabrljati; ubit ćete nekoga.

Gregory House, u televizijskoj seriji Dr. House
Kategorije
Broj 11 Razumjeti znanost

Od sekcija do CRISPR-a: životinje u biomedicinskim istraživanjima

Svjetski dan laboratorijskih životinja obilježava se svake godine 24. travnja kako bi se povećala svjesnost o eksperimentiranju na životinjama. Životinjski modeli koriste se već duže vremena u znanstvene svrhe, gdje nam pomažu u razumijevanju staničnih mehanizama i kompleksnih bioloških funkcija te u pronalaženju novih lijekova. Zbog anatomskih i fizioloških sličnosti između ljudi i životinja, pogotovo sisavaca, određeni lijekovi, cjepiva i terapije prvo se istražuju na životinjskim (i neživotinjskim) modelima. Naravno, ne mogu se svi rezultati iz životinjskih istraživanja izravno primijeniti na ljude, već nam pomažu u boljem razumijevanju bitnih procesa i odlučuju je li sigurno krenuti eksperimentirati na ljudima. Gotovo je nezamislivo provoditi biomedicinska istraživanja bez životinjskih modela jer su upravo ona ključna za temeljna otkrića – od davnih disekcija do suvremenih tehnologija uređivanja gena.

Kategorije
Broj 10 Razumjeti znanost

Zašto je ponekad u redu koristiti 3 umjesto π

S obzirom da bi se nekima od vas ovakav naslov mogao činiti još dodatno heretičkim zbog datuma objave, skrenut ću vam pažnju na produžetak njegova značenja prije nego vam krv zaključa – nekad je sasvim opravdano, pa čak i bitno, koristiti aproksimacije, ali i razaznati kad i kako.

Kategorije
Broj 9 Razumjeti znanost

Što je broj?

Tri je broj, zar ne? Kao i pi, korijen iz dva ili i. Ipak, cijela je poanta matematike apstrakcija, pa kako apstrahiramo koncept broja? Kako ispravno definiramo brojeve?

Kategorije
Broj 8 Razumjeti znanost

Kako učimo i kako pamtimo?

Učenje je proces stjecanja novih znanja, vještina i ponašanja. Prati nas kroz život i omogućuje nam da se svakodnevno prilagođavamo novim situacijama.

Pamćenje je mogućnost pohrane tih stečenih znanja, vještina i ponašanja u kratkotrajnu ili dugotrajnu memoriju. Također pamćenje možemo podijeliti na eksplicitno i implicitno, ovisno o tom kakva je priroda stvari koje pamtimo.