Naukowcy z Politechniki Federalnej w Zurychu stworzyli cząsteczkę, która wchodzi w reakcję z kolagenem i może zostać wykorzystana do obserwacji wzrostu nowej tkanki, np. w procesie leczenia ran. Cząsteczka wykazuje efekt fluorescencji w miejscach, gdzie tworzą się nowe komórki.
Zespół badaczy pod kierunkiem prof. Helmy Wennemers z Laboratorium Chemii Organicznej na Politechnice Federalnej w Zurychu opracował cząsteczkę z właściwościami indukowalnej fluorescencji. Cząsteczka emituje światło w następstwie reakcji z oksydazą lizylową (ang. lysyl oxidase, LOX), czyli enzymem niezbędnym do tworzenia wiązań poprzecznych w kolagenie i elastynie. Dzięki tej właściwości cząsteczka może potencjalnie znaleźć zastosowanie m.in. w onkologii oraz w leczeniu trudno gojących się ran.
Precyzyjny czujnik wzrostu tkanek
W procesach leczenia ran lub wzrostu guza organizm ludzki produkuje zwiększone ilości kolagenu. W przebiegu tego procesu włókniste cząsteczki kolagenu ulegają usieciowaniu i tworzą stabilne włókna. Istotną rolę w mechanizmie tym odgrywa oksydaza lizylowa, czyli enzym, który odpowiada za utlenianie fragmentów włókien kolagenu. Zmienione w ten sposób włókna kolagenowe reagują ze sobą, co prowadzi do ich łączenia się.
Zespół badaczy ze szwajcarskiego środka opracował cząsteczkę-czujnik, która w kontakcie z oksydazą lizylową ulega mechanizmowi fluorescencji. Cząsteczka ta została następnie połączona z peptydem podobnym do kolagenu oraz grupą reaktywną, która reaguje z kolagenem tylko w momencie, gdy ten ostatni ulega utlenieniu.
Powstała w ten sposób cząsteczka została przebadana na modelach mysich oraz w badaniach in vitro na fragmentach tkanek. Analiza wykazała, że cząsteczka przyczepia się do włókien kolagenu w miejscu, gdzie tworzy się nowa tkanka. W momencie wzrostu nowych komórek i rozpoczęcia produkcji oksydazy lizylowej cząsteczka zaczyna świecić.
Jak wyjaśnia Matthew Aronoff, jeden z głównych autorów projektu:
– Dzięki specyficznej budowie molekularnej cząsteczki, na którą składają się peptyd, czujnik oraz grupa reaktywna, nasz system jest wyjątkowo precyzyjny.
Zastosowanie nowej cząsteczki w leczeniu ran i onkologii
Jak wskazują autorzy badań, nowo opracowana cząsteczka może zostać wykorzystana w leczeniu trudno gojących się ran oraz guzów nowotworowych. Zastosowanie jej w onkologii mogłoby pozwolić na precyzyjne określenie granic guza i usunięcie zmienionej chorobowo tkanki.
W leczeniu ran cząsteczka mogłaby natomiast być stosowana do dokładnej obserwacji procesu formowania się nowych tkanek po urazie. Badacze wskazują również, że innowacyjna cząsteczka mogłaby być użyteczna w diagnostyce i leczeniu pacjentów z ranami cierpiących na choroby współistniejące, które zaburzają prawidłowe gojenie (np. cukrzyca).
Autorzy projektu złożyli wniosek patentowy i badają obecnie możliwości zastosowania cząsteczki w praktyce klinicznej oraz wprowadzenia jej na rynek.
Źródło: sciencedaily.com
Przeczytaj także: Martwicze zapalenie powięzi – przyczyny, objawy i leczenie
