• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Komórki NK: modus operandi

    19.09.2011. 18:17
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    W nowym, finansowanym ze środków UE badaniu grupa brytyjskich naukowców wykazuje, że krwinki białe zabijają chorą tkankę, wykorzystując śmiercionośne granulki.

    Zespół badaczy z Imperial College w Londynie i Uniwersytetu w Oksfordzie opisał w czasopiśmie PLoS Biology, jak za pomocą laserowych „szczypiec optycznych” i mikroskopu wykorzystującego technologię super rozdzielczości udało się zaobserwować wewnętrzną pracę krwinek białych w rozdzielczości, której jeszcze nigdy nie wykorzystywano w badaniach naukowych.

    Badanie, częściowo sfinansowane ze środków Europejskiego Stypendium Rozwoju Kariery programu Marie Curie w ramach siódmego programu ramowego UE (7PR), koncentrowało się na tzw. komórce NK (od ang. „natural killer”, naturalny zabójca), która chroni organizm, rozpoznając i zabijając chorą tkankę. Naukowcy odkryli, że aby utworzyć otwór, przez który dostarczane są granulki ze śmiercionośnym enzymem, komórka NK zmienia swój „szkielet” białek wiążących aktynę na wewnętrznej stronie błony.

    Dr Alice Brown z Imperial College w Londynie, jeden naukowców biorących udział w badaniu, mówi: „Te dawniej niewykrywalne zdarzenia wewnątrz komórek możemy teraz oglądać w niezwykle wysokiej rozdzielczości. To naprawdę niesamowite zobaczyć, co dzieje się, gdy komórka NK przystępuje do działania”.

    Naukowcy mają nadzieję, że lepsze poznanie sposobu, w jaki komórki NK rozpoznają szkodliwe komórki i inicjują proces zabijania, powinno przynieść korzyści ochronie zdrowia i pomóc w opracowaniu nowych leków. Komórki NK są istotne dla naszej reakcji immunologicznej na wirusy i szkodliwe tkanki, takie jak guzy nowotworowe. Mogą także odgrywać rolę przy przeszczepach szpiku kostnego, pozwalając określić, czy organizm biorcy przyjmie tkankę dawcy.

    Inny z badaczy, prof. Daniel Davis z Imperial College w Londynie, mówi: „W przyszłości substancje lecznicze wpływające na to, gdzie i kiedy komórki NK uderzą, można będzie wykorzystać w leczeniu medycznym, na przykład w precyzyjnym zwalczaniu guzów nowotworowych. Mogą się także okazać przydatne przy zapobieganiu niepożądanemu niszczeniu komórek NK, do którego może dochodzić w przypadku odrzucenia przeszczepu lub niektórych chorób autoimmunologicznych”.

    Badacze unieruchomili komórkę NK i jej komórkę docelową przy pomocy pary laserowych „szczypiec optycznych”, dzięki czemu mikroskop mógł zarejestrować całą interakcję między komórkami. Następnie obserwowano, jak we wnętrzu komórki NK rozdzielają się filamenty aktynowe, tworząc małe przejście, do którego przemieszczają się granulki z enzymem, gotowe do opuszczenia komórki NK i zaatakowania komórki docelowej.

    Kontakt zachodzi na przestrzeni o szerokości zaledwie jednej setnej milimetra. Maleńkie białka wiążące aktynę i granulki zmieniają położenie w sposób ciągły na przestrzeni kilku minut od momentu pierwszego kontaktu, aż do zabicia komórki docelowej. W tak szybko zmieniających się warunkach mikroskop musi być w stanie rejestrować obrazy szybko i w dużej rozdzielczości, aby można było obserwować aktywność komórek.

    Właśnie w tym celu zespół opracował specjalne szczypce laserowe. Dzięki nim naukowcy uzyskali bezprecedensowy widok żyjącej komórki NK na trójwymiarowym obrazie w super rozdzielczości - dwukrotnie większej niż w przypadku konwencjonalnych mikroskopów świetlnych. Metoda ta polega na maksymalizacji ilości światła pochodzącego z próbki przy jednoczesnej minimalizacji światła rozproszonego wewnątrz instrumentu.

    Prof. Paul French z Imperial College w Londynie był jednym z badaczy, którzy mieli udział w opracowaniu specjalnego mikroskopu:
    „Wykorzystanie szczypiec laserowych do manipulowania powierzchnią styku żywych komórek w kierunku orientacji poziomej oznacza, że nasz mikroskop może zarejestrować wiele obrazów tego miejsca w szybkich seriach. Dzięki temu uzyskaliśmy bezprecedensową możliwość obserwowania dynamicznych procesów molekularnych zachodzących między żywymi komórkami” - wyjaśnia.

    Europejskie Stypendia Rozwoju Kariery programu Marie Curie to indywidualne stypendia, które oferują zaawansowane szkolenie dostosowane do indywidualnych potrzeb naukowców, mające umożliwić im nabycie nowych kompetencji naukowych. Dzięki naciskowi kładzionemu na rozwój, stypendyści programu Marie Curie mogą budować karierę i doskonalić umiejętności w swoich dziedzinach.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Wiropeksja to sposób wirusów wnikania do komórki. Polega on na wykorzystaniu naturalnych mechanizmów komórki. W przypadku wirusa, kiedy przyłącza się on do komórki, ta "wyczuwając" znane jej białko wpuszcza agresora do cytoplazmy, dzięki czemu wirus może zaaplikować się w jej wnętrzu. Wirus ma białko takie samo jak komórka tylko na "wystających nitkach". To dzięki nim może wniknąć do środka komórki. Gdy owe "niteczki" zostaną na powierzchni komórki, w jej środku rozpoznawalne zaczyna być obce białko, które komórka niszczy. W ten sposób wirus "wpuszcza" do jądra komórkowego swój materiał genetyczny, który może się ulotnić z niszczonego przez komórkę kapsydu. Embrionalne komórki macierzyste (ang. Embryonic Stem Cell – ESC) – komórki, które mogą dać początek wszystkim możliwym tkankom. Komórki macierzyste pięciodniowego zarodka mogą rozwinąć się w dowolny typ komórek i teoretycznie zastąpić uszkodzone komórki, których organizm nie jest w stanie odtworzyć. Pluripotencja (pluripotencjalność) jest zdolnością pojedynczej komórki do zróżnicowania się w dowolny typ komórek somatycznych poza komórkami trofoblastu, które w późniejszych stadiach rozwoju tworzą łożysko. Z pluripotencjalnych komórek macierzystych pochodzących z najwcześniejszego stadium zarodka – 5-dniowej blastocysty biorą początek komórki wszystkich tkanek i narządów. Zaledwie 30-35 tych komórek, z których składa się węzeł zarodkowy blastocysty "gromadzi" instrukcje dla 100 bilionów (10) komórek tworzących ludzki organizm.

    Terapia komórkowa - rozwijająca się w medycynie gałąź terapii, polegająca na wykorzystaniu ludzkich komórek do regeneracji uszkodzonych tkanek lub narządów pacjenta. Komórki te mogą pochodzić z tego samego pacjenta, lub od dawcy. Metoda ta różni się od przeszczepów tym, że korzysta się w niej nie z całych narządów lub tkanek, ale z wyizolowanych, oczyszczonych i czasem zmodyfikowanych komórek. Do terapii komórkowej często stosuje się komórki macierzyste lub progenitorowe, które posiadają wewnętrzny potencjał regeneracji uszkodzonych tkanek. Przykładowo, ostatnio pojawia się coraz więcej doniesień o skutecznym wykorzystaniu komórek macierzystych pochodzących ze szpiku kostnego do regeneracji mięśnia sercowego po zawale. Cykl komórkowy, cykl podziału komórki – seria zdarzeń, które zachodzą w komórce eukariotycznej, prowadząc do jej podziału. Ogólnie zdarzenia te można podzielić na 2, zazwyczaj niezbyt długie, okresy: interfazę - w trakcie której komórka wzrasta, gromadząc składniki odżywcze niezbędne do cytokinezy i podziału swojego materiału genetycznego (DNA), czyli kariokinezy; fazę podziału (M) - podczas której komórka dzieli się na 2 oddzielne komórki, zwane komórkami potomnymi, jeśli podział ma charakter mitotyczny, w przypadku prakomórek rozrodczych faza M oznacza wejście w proces podziału mejotycznego, którego skutkiem jest powstanie czterech komórek o zredukowanej liczbie chromosomów. Cykl komórkowy jest procesem życiowym, który umożliwia jednokomórkowej zygocie rozwinąć się w dojrzały organizm, jak również procesem, dzięki któremu skóra, włosy, komórki krwi i niektóre inne narządy wewnętrzne ulegają odnowie.

    Nowotwór (łac. neoplasma, skrót npl – z greckiego neoplasia) – grupa chorób, w których komórki organizmu dzielą się w sposób niekontrolowany przez organizm, a nowo powstałe komórki nowotworowe nie różnicują się w typowe komórki tkanki. Utrata kontroli nad podziałami jest związana z mutacjami genów kodujących białka uczestniczące w cyklu komórkowym: protoonkogenów i antyonkogenów. Mutacje te powodują, że komórka wcale lub niewłaściwie reaguje na sygnały z organizmu. Powstanie nowotworu złośliwego wymaga kilku mutacji, stąd długi, ale najczęściej bezobjawowy okres rozwoju choroby. U osób z rodzinną skłonnością do nowotworów część tych mutacji jest dziedziczona. Mutacja heterochroniczna - mutacja w obrębie genu kontrolującego rozwój zarodkowy powodująca, że pewne grupy komórek zachowują się w sposób typowy dla innego stadium rozwojowego danego organizmu. Można się tutaj dopatrzyć pewnej analogii z mutacją homeotyczną; jednakże w przypadku mutacji homeotycznej mamy do czynienia ze zmianą wartości pozycyjnej komórki natomiast w przypadku mutacji heterochronicznej dochodzi do zaburzenia czegoś co można by nazwać "wartością czasową" komórki w odniesieniu do procesów programu rozwojowego w który zaangażowana jest komórka bądź ich grupa. Dosyć dobrze zbadane są tego typu mutanty u nicienia Caenorhabditis elegans będącego jednym z organizmów modelowych w biologii rozwoju. Zazwyczaj geny, których zmiany objawiają się w taki sposób, kodują białka wpływające na zachowanie się komórek podczas ontogenezy.

    Cytologia, inaczej biologia komórki (z gr. kytos- komórka i logos-nauka) – nauka o budowie wewnętrznej i funkcji podstawowej jednostki budulcowej organizmów żywych jaką jest komórka. Każdy organizm roślinny i zwierzęcy składa się z komórek. Istnieją organizmy zbudowane z tylko jednej komórki – jednokomórkowce i organizmy składające się z wielkiej liczby komórek – wielokomórkowce. Multipotencja – zdolność komórek niezróżnicowanych do różnicowania się w różne typy komórek, ale wyłącznie ściśle określonej tkanki (np. komórki szpiku kostnego mogą różnicować się w komórki krwi). Ich linie potomne występują w tkankach organizmów młodocianych i dojrzałych, uczestnicząc w procesach wzrostu i regeneracji.

    Komórki NK (ang. Natural Killer – naturalni zabójcy) – główna grupa komórek układu odpornościowego odpowiedzialna za zjawisko naturalnej cytotoksyczności. Komórki NK zostały odkryte w latach 70. XX w. u osób zdrowych, wśród których nie spodziewano się odpowiedzi przeciwnowotworowej. Okazało się, że taka odpowiedź jednak występuje i jest silniejsza niż u osób chorych. Obok komórek NK za taki efekt odpowiadają hipotetyczne komórki NC. Ze względu na swoje właściwości komórki NK są zaliczane do komórek K. Efekt cytotoksyczny jest widoczny już po 4 godz. od kontaktu z antygenem i standardowo testuje się go na linii białaczkowej K562.

    Komórka nowotworowa – komórka której cykl komórkowy został zaburzony wskutek mutacji. Jedną z jej ważnych cech jest duża zdolność do unikania apoptozy. Komórka nowotworowa dzieli się nieustannie i bez ograniczeń. Charakteryzuje ją podwyższona aktywność telomerazy, co umożliwia ominięcie fizjologicznego limitu ilości podziałów jednej komórki. Pod tym względem przypomina komórki macierzyste, jednak nie dochodzi do specjalizacji komórki. Podział komórek nowotworowych może prowadzić do powstania guza nowotworowego.

    Dodano: 19.09.2011. 18:17  


    Najnowsze