czwartek, 28 lutego 2013

Apoptyny

Poniższy tekst powstał na podstawie wykładu doktora Marka Łosa z Linköping University który odbył się 21 lutego w Zakładzie Patomorfologii w szpitalu na Unii Lubelskiej w Szczecinie.

Apoptyny, czyli białka wirusowe preferencyjnie zabijające komórki nowotworowe zostały odkryte w 1992 przez Jeurissena i Noteborna. Przedmiotem ich badań był wirus CAV (Chicken Anemia Virus) - niewielki (wielkość genomu 2,3 kb) wirus o jednoniciowym, ujemnie spolaryzowanym DNA, odpowiedzialny za niszczenie erytrocytów lub tymocytów u młodych kur. Infekcja nim dorosłych zwierząt nie powoduje objawów, jednak obniża ilość zachorowań na nowotwory. Jeurissenowi i Notebornowi udało się wyizolować białko wirusowe odpowiedzialne za ten efekt (apoptyna VP3), a w latach późniejszych odkryto inne białka pełniące podobne funkcje, jak choćby apoptyna ludzkiego gyrowirusa czy apoptyna wirusa tero-torque która wykazuje szczególne powinowactwo do raków wątrobowokomórkowych. W roku 2011 zespół naukowców pod przewodnictwem Virginie Sauvage odkrył ludzkiego gyrowirusa o strukturze bardzo podobnej do CAV.

Po co i w jaki sposób wirusy indukują apoptozę?  Proces ten jest elementem strategii namnażania niektórych wirusów, ułatwiającym im uwolnienie się z komórki lub też wyeliminowanie komórek układu immunologicznego (tak działa np. wirus HIV). Co ciekawe, istnieją też wirusy działające w odwrotny sposób: herpeswirus 8, powodujący powstawanie mięsaków Kaposiego blokuje apoptozę. Badania wykazały, że w komórkach nienowotworowych apoptyna VP3 pozostaje w cytoplazmie, natomiast w komórkach nowotworowych to zasadowe, bogate w prolinę , pozbawione skomplikowanych struktur (takich jak helix-loop-helix) białko reaguje z podjednostką regulatorową  p85 kinazy PI3, co powoduje jej aktywację. Uaktywniona kinaza powoduje aktywację Akt (regulatora przetrwania/proliferacji), które wraz z apoptyną przemieszcza się do jądra komórki.
Schemat pochodzi z tej pracy.
Akumulacja apoptyny w jądrze powoduje szereg efektów, takich jak wydostanie się z jądra Nur77 który powoduje spadek poziomu białek Bcl-2 i Bcl-X i uwolnienie z mitochondriów cytochromu C (mitochondrialny szlak apoptozy). Co ciekawe, indukcja apoptozy przez apoptyny nie następuje poprzez receptory śmierci i jest niezależna od p53 - CAV wykorzystuje głównie szlaki metaboliczne, które są nadaktywne w komórkach nowotworowych - kierując Akt (którego, przez intensywną proliferację, jest w cytoplazmie dużo) do jądra i obniżając poziom Bcl-2 zarówno przez fosforylację CDK2 jak i przemieszczanie Nur77 do cytoplazmy. Jest to prawdopodobnie powód niedziałania apoptyn w zwykłych komórkach (jeśli spowodujemy ich transformację nowotworową, np. przez naświetlanie fibroblastów promieniami UVC, zaczną one obumierać - nie ma linii komórkowych odpornych na apoptyny).
Skoro apoptyny potrafią tak specyficznie niszczyć komórki nowotworowe, dlaczego nie używamy ich w praktyce klinicznej? Powodem jest ich niestabilność oraz fakt, że, będąc białkami, indukują one odpowiedź immunologiczną po podaniu do organizmu. Dr Łos mówił, że prowadzono próby leczenia apoptynami nowotworów skóry oraz gardła (co eliminowało problem dostarczenia jej do nowotworu), jednak określił je jako nieudane z powodu niestabilności apoptyny. Znalazłem jednak kilka źródeł mówiących o wspomaganiu leczenia apoptynami radioterapią, leczeniu raka jamy ustnej u myszy, próbach stworzenia nośników dla apoptyn a nawet wyjątkowo tajemniczy artykuł po chińsku o którym nie wiadomo nic, poza dość interesującym tytułem. Z kolei naukowcy z Linköping pracują nad wykorzystaniem nie całego białka, lecz jego fragmentów. Rezultaty mogą być interesujące.
Źródła:
Bullenkamp J, Cole D, Malik F, Alkhatabi H, Kulasekararaj A, Odell EW, Farzaneh F, Gäken J, Tavassoli M. Human Gyrovirus Apoptin shows a similar subcellular distribution pattern and apoptosis induction as the chicken anaemia virus derived VP3/Apoptin.

Flinterman M, Farzaneh F, Habib N, Malik F, Gäken J, Tavassoli M. Delivery of therapeutic proteins as secretable TAT fusion products.

Jeurissen SH, Wagenaar F, Pol JM, van der Eb AJ, Noteborn MH. Chicken anemia virus causes apoptosis of thymocytes after in vivo infection and of cell lines after in vitro infection.

Kooistra K, Zhang YH, Henriquez NV, Weiss B, Mumberg D, Noteborn MH. TT virus-derived apoptosis-inducing protein induces apoptosis preferentially in hepatocellular carcinoma-derived cells.

Maddika S, Bay GH, Kroczak TJ, Ande SR, Maddika S, Wiechec E, Gibson SB, Los M. Akt is transferred to the nucleus of cells treated with apoptin, and it participates in apoptin-induced cell death.


Maddika S, Booy EP, Johar D, Gibson SB, Ghavami S, Los M. Cancer-specific toxicity of apoptin is independent of death receptors but involves the loss of mitochondrial membrane potential and the release of mitochondrial cell-death mediators by a Nur77-dependent pathway.

Maddika S, Rao Ande S, Wiechec E, Hansen LL, Wesselborg S, Los M Akt-mediated phosphorylation of CDK2 regulates its dual role in cell cycle progression and apoptosis

Sauvage V, Cheval J, Foulongne V, Gouilh MA, Pariente K, Manuguerra JC, Richardson J, Dereure O, Lecuit M, Burguiere A, Caro V, Eloit M. Identification of the first human gyrovirus, a virus related to chicken anemia virus.

Schoop RA, Baatenburg de Jong RJ, Noteborn MH. Apoptin induces apoptosis in an oral cancer mouse model.

Schoop RA, Verdegaal EM, Baatenburg de Jong RJ, Noteborn MH. Apoptin enhances radiation-induced cell death in poorly responding head and neck squamous cell carcinoma cells.


Sun LL, Jin NY, Xiao L. Anti-tumor effects of apoptin gene on human laryngeal carcinoma Hep-2

Zhang YH, Abrahams PJ, van der Eb AJ, Noteborn MH. The viral protein Apoptin induces apoptosis in UV-C-irradiated cells from individuals with various hereditary cancer-prone syndromes.





sobota, 23 lutego 2013

Nadal mamy wszystkie palce...

... metalowe/kevlarowe (gdy ktoś ma inną proporcję wielkości dłoni do długości palców niż zakładali producenci) rękawice czynią cuda. Po krótszym lub, w moim przypadku, dłuższym czasie udało nam się opanować sztukę robienia myszom zastrzyków. Kolega skierowany na ergi opanowuje sztukę robienia zastrzyków po ciemku. Nauczyliśmy się też pobierać myszom oczy (w poniedziałek mamy już pobierać Ważne Oczy), a także uczestniczyliśmy w izolacji komórek macierzystych z mysiego szpiku, wprawdzie był to najmniej twórczy etap, oczyszczania kości z mięsa (kości na izolację, mięso do chińskiej restauracji do worka; dodatkowo, jako, że myszy były transgeniczne, mięśnie miały kolor żółtozielony i świeciły w ciemnościach), ale powoli się rozwijamy.

Zakładowy szczur jest mniej towarzyski niż pisałem ostatnio, bystry jest natomiast nieprzeciętnie - widzi podobno słabo, ale koleżankę, która wyjęła go z klatki ugryzł bezbłędnie, po czym próbował zrejterować za lodówkę (pod względem szukania okazji do ucieczki, szczury są znacznie sprytniejsze od myszy).


STN CM UJ w końcu zamknęło rejestrację abstraktów, czekamy więc na ogłoszenie wyników i powoli przygotowujemy się do wysyłania naszego streszczenia na inne konferencje. A propos: dzisiaj na moim drugim kierunku pani od Integrated skills nieopatrznie spytała, czy ktoś wie co takiego jest w pępowinie, że naukowcy tak się nią interesują. I tu właśnie wychodzi dość w sumie częsty problem - mówić o znanej sobie dziedzinie w taki sposób, żeby było to zrozumiałe dla osób nie obeznanych z tematem.  Starałem się jak mogłem, zresztą mówiąc po angielsku nie było mi dane się zanadto rozkręcić. Na szczęście.

A na koniec, rzecz na pewno ciekawa: w czwartek uczestniczyłem w wykładzie doktora Marka Łosa z Uniwersytetu w Linköping dotyczącym roli apoptyn w zwalczaniu nowotworów. Zagadnienie jest dość interesujące, toteż wkrótce poświęcę mu osobną notkę. Stay tuned.

sobota, 16 lutego 2013

Getting serious

We wtorek, w ramach przygotowania do magisterki, mamy uczyć się robić myszom zastrzyki. W sumie jest to całkiem podobne do robienia zastrzyków ludziom, z kilkoma zasadniczymi wyjątkami:
- mniejszy i w dodatku dość ruchliwy cel;
- cel broni się zębami oraz bronią biologiczną (z drugiej strony niż zęby);
- w przypadku myszy płci męskiej istnieje możliwość przypadkowego umieszczenia igły w miejscu, gdzie boli każdego faceta, niezależnie od gatunku.
O wynikach poinformujemy później. O ile zostaną nam jakieś palce.

Jeśli już o gryzoniach mowa, mamy w końcu w zakładzie szczury. Jeden był nawet dość towarzyski, ale usłyszawszy o symbolice szczurzego ogona u Freuda chyba stwierdził, że nie znajdzie z nami wspólnego języka i przeszła mu ochota na interakcję społeczną z nami.

Organizatorzy konferencji w Krakowie postanowili potrollować nadsyłających zgłoszenia - pierwotny termin przesyłania abstraktów minął 10 lutego, ale został przesunięty o 5 dni, a obecnie upływa 19 lutego. Przyjmujemy zakłady, czy wyrobią się przed końcem miesiąca.

Dla zabicia czasu czytam książkę Gambarellego i Łuckiego Jak przygotować pracę dyplomową i doktorską. Dziełko dość sympatyczne, choć niekiedy uroczo nieaktualne - jak choćby we fragmencie w którym autorzy doradzają, jak zaznaczać poprawki by maszynistka (dla młodszych czytelników: nie jest to kobieta prowadząca pociąg, lecz osoba zajmująca się zawodowo przepisywaniem prac na maszynie, obecnie zawód prawdopodobnie wymarły) wiedziała jak je wprowadzić, czy też podrozdział traktujący o cytowaniu prac rosyjskojęzycznych, ponieważ wiele zachodniej literatury naukowej, w szczególności dotyczącej techniki zostało przetłumaczone na język rosyjski, a nie każdy student zna języki zachodnie.  знаю ни одного западного языка?

Tymczasem, w ramach ogólnie pojętej "pomocy w labie" Ag i Mi zajmują się produkcją (a właściwie filtrowaniem) wody mineralnej dla myszy, przy pomocy wzbudzającej respekt swoimi gabarytami i oldschoolowym (nasuwa mi skojarzenia z drugowojenną Superfortecą) wyglądem maszyny nazwanej przez nas odsysaczem, względnie obsysaczem - nazwy oficjalnej nie znam.

sobota, 9 lutego 2013

Zwirować, a nie zwariować.

Choć teraz ferie - to w labie praca wre. Zdarzają się momenty kiedy pracujemy pod wyciągiem, nie na 4, a na 6 rączek.
Tematy prac magisterskich zostały ustalone i każdy z nas zapoznaje się powoli z realiami laboratoryjnymi, które umożliwią przeprowadzenie badań i eksperymentów  Mi grzebie po śmietnikach w poszukiwaniu myszy, Ma czyta poradniki o problemach wychowawczych szczurzych matek, a my z An próbujemy znaleźć metodę wirowania krwi pępowinowej tak, żeby większość interesujących nas komórek nie rozplaskiwała się na ściankach falconów. I z naszych eksperymentów polecam patent na przerwę obiadową - nastawić wirowanie na pół godziny z break równym zeru. :) Wirówka będzie rozpędzać się, wirować i zwalniać w czasie, w którym zdążycie spokojnie wszamać dwa dania i deser :D
Z innych ciekawych doświadczeń - rejestrujemy abstrakt na swoją pierwszą konferencję! I powiem, że nie jest łatwo...