211service.com
Labāks narkotiku toksicitātes tests
Jauna metode nelielu aknu šūnu struktūras izmaiņu noteikšanai, pamatojoties uz veidu, kā tās izkliedē gaismu, varētu nodrošināt ātrāku un efektīvāku veidu, kā pārbaudīt zāļu toksicitāti un vides piesārņotāju kaitīgo ietekmi.
Žurku aknu šūnas, kas novietotas uz porainas silīcija mikroshēmas, iedegas (b), jo tās mirst no toksiskas acetaminofēna (tilenola) devas. (Ar Sara Alvarez, Austin Derfus un Michael Schwartz, UCSD pieklājību.)
Aknu toksicitāte ir visizplatītākais iemesls, kāpēc ražotāji izņem zāles un Pārtikas un zāļu pārvalde atsakās apstiprināt jaunas zāles. Patiešām, viena trešdaļa no visām zālēm neizdodas klīniskajos pētījumos šādas toksicitātes dēļ. Turklāt pašreizējie in vitro toksicitātes testi ir nogurdinoši un sarežģīti, jo pētniekiem periodiski ir jāaplūko šūnas zem mikroskopa vai ģenētiski jāievieto šūnās fluorescējoša krāsa. Turklāt esošajos testos bieži tiek izmantotas ķīmiskas vielas, kas nogalina šūnas, tāpēc pētniekiem pētījuma laikā ir jāizmanto vairākas dažādas šūnu kultūras, kas ietekmē rezultātu.
Jauno ierīci izstrādāja Maikls Sailors , Kalifornijas Universitātes Sandjego Ķīmijas un bioķīmijas katedras profesore un Sangeeta Bhatia, MIT Veselības zinātņu un tehnoloģiju katedras un Elektrotehnikas un datorzinātņu katedras asociētā profesore. Tas sastāv no a porains silīcijs mikroshēma, uz kuras šūnas var dzīvot vairākas dienas, un lēts uzlādētas savienotas ierīces detektors, piemēram, digitālajās kamerās. Tas var nepārtraukti uzraudzīt dzīvās šūnas un agrāk nekā pašreizējie testi norādīt, vai savienojums kaitē šūnām, pamatojoties uz to, cik daudz gaismas tās atstaro ( papīra abstrakts ).
Pētnieki izveido porainu substrātu, ievietojot silīcija mikroshēmas fluorūdeņražskābē un izlaižot elektrisko strāvu caur šķīdumu. Tādējādi uz virsmas veidojas cilindriskas iedobes dažu simtu nanometru diametrā. Sīkās iedobes liek porainajam silīcijam atstarot gaismu ar asu frekvenci, kas ir labi zināma īpašība, kas parastajā silīcijā nav redzama. Pētnieki var izveidot poras, lai kontrolētu frekvenci.
Pēc tam pētnieki pārklāj mikroshēmu ar polistirolu, lai izveidotu Petri trauciņai līdzīgu virsmu. Kad šūnas tiek novietotas uz virsmas, tās izkliedē atstaroto gaismu, samazinot gaismas intensitāti, kas krīt uz detektoru. Šūnām nokalstot vai mirstot, mainās to struktūra, kas palielina gaismas intensitāti pie detektora. Šūnas iedegas kā mazas bākas, kad tās mirst, saka Sailor.
Laboratorijā pētnieki ievietoja žurku aknu šūnas mikroshēmā un apstrādāja tās ar toksiskām kadmija devām un pretsāpju līdzekli acetaminofēnu. Viņi atklāja, ka sensors atklāja izmaiņas šūnās vismaz divas stundas pirms parastajiem testiem. Viņi plāno drīzumā pārbaudīt ierīci ar cilvēka aknu šūnām.
Citi ir pārsteigti par to, cik agri ierīce, šķiet, atklāj toksicitāti šūnās. Ja daži tradicionālie veidi vēl nesniedz nolasījumu, šī metode jau parāda toksisko iedarbību, saka Erki Ruoslahti, kurš pēta šūnu bioloģiju un vēzi Burnham Medicīnas pētījumu institūtā Lajolla, Kalifornijā. Tas var sniegt ātru, augstas veiktspējas atbildi īsākā laikā un ar daudz mazāku piepūli.
Sailor saka, ka vienkārša metode varētu ietaupīt farmācijas uzņēmumu laiku un naudu, jo tie varētu novērst toksiskos savienojumus zāļu testēšanas procesa sākumā. Viņš saka, ka tas ir līdzeklis, lai paātrinātu zāļu atklāšanas procesu, piebilstot, ka tas palielinātu pašreizējos šūnu testus.
Šobrīd zinātnieki pirms izmēģinājumiem ar cilvēkiem pārbauda jaunas zāles, veicot in vitro testus ar žurku aknu šūnām. Šajos testos viņi ievada zāles aknu šūnās, kas audzētas Petri trauciņos, kas ievietoti inkubatoros. Regulāros laika intervālos viņiem ir jāanalizē šūnas mikroskopos, lai noskaidrotu, cik šūnu ir mirušas. Lai to izdarītu, viņiem jāpievieno ķimikālijas, kas pārveido vai nogalina atlikušās šūnas. Turklāt katram eksperimentam ir nepieciešami simtiem Petri trauciņu un šūnu kultūru, kas palielina izmaksas. Jūs labprātāk veiktu mērījumus reāllaikā un tā vietā, lai ik pēc pusstundas izvilktu trauku, inkubatorā būtu kaut kas, kas uzrauga šūnas, saka Sailor.
Džonatans Dordiks, Renselaeras Politehniskā institūta Ķīmiskās un bioloģiskās inženierijas katedras profesors, saka, ka šīs tehnikas lielā priekšrocība ir tā, ka tā var uzraudzīt toksīna pakāpenisko ietekmi uz šūnām. Tas ir noderīgi, jo daudzi savienojumi nav uzreiz toksiski, viņš saka. Viņš iesaka vienkāršu veidu, kā laika gaitā sekot līdzi vienas un tās pašas šūnu grupas veselībai, tās nemainot vai neiznīcinot.
Turklāt Sailor saka, ka jaunā ierīce varētu ļaut vienlaikus veikt vairākus eksperimentus. Ceturtdaļas izmēra porainā silīcija mikroshēmā varētu būt līdz 10 000 dažādu testa vietu, no kurām katra ir izveidota, lai atspoguļotu gaismu noteiktā frekvencē. Pēc tam šajās vietās varētu ievietot nelielus šūnu ķekarus un pārbaudīt dažādu toksīnu koncentrāciju vai zāļu kombināciju toksisko iedarbību.
Komandai ir pētniecības līgums ar Hitachi ķīmisko pētījumu centru Irvinā, Kalifornijā, kas mēģinās komercializēt tehnoloģiju.