Informacja

14.4: Rozważania kliniczne – Biologia

14.4: Rozważania kliniczne – Biologia


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

cele nauczania

  • Wyjaśnij różnice między sposobami działania leków zwalczających grzyby, pierwotniaki, robaki i wirusy

Ponieważ grzyby, pierwotniaki i robaki są eukariotyczne, ich komórki są bardzo podobne do komórek ludzkich, co utrudnia opracowywanie leków o selektywnej toksyczności. Ponadto wirusy replikują się w ludzkich komórkach gospodarza, co utrudnia opracowywanie leków, które są selektywnie toksyczne dla wirusów lub komórek zakażonych wirusem. Pomimo tych wyzwań istnieją leki przeciwdrobnoustrojowe, które działają na grzyby, pierwotniaki, robaki i wirusy, a niektóre nawet na więcej niż jeden rodzaj drobnoustrojów. Tabela (PageIndex{1}), Table (PageIndex{2}), Table (PageIndex{3}) i Table (PageIndex{4}) zawierają przykłady leków przeciwdrobnoustrojowych w te różne klasy.

Leki przeciwgrzybicze

Najczęstszym sposobem działania leków przeciwgrzybiczych jest uszkodzenie błony komórkowej. Środki przeciwgrzybicze wykorzystują niewielkie różnice między grzybami a ludźmi w biochemicznych szlakach syntezy steroli. Sterole są ważne w utrzymaniu prawidłowej płynności błony, a tym samym prawidłowej funkcji błony komórkowej. W przypadku większości grzybów dominującym sterolem błonowym jest ergosterol. Ponieważ ludzkie błony komórkowe wykorzystują cholesterol zamiast ergosterolu, leki przeciwgrzybicze ukierunkowane na syntezę ergosterolu są selektywnie toksyczne (rysunek (PageIndex{1})).

Imidazole są syntetycznymi fungicydami, które zakłócają biosyntezę ergosterolu; są powszechnie stosowane w zastosowaniach medycznych, a także w rolnictwie, aby zapobiec pleśnieniu nasion i zebranych plonów. Przykłady obejmują mikonazol, ketokonazol i klotrimazol, które są stosowane w leczeniu zakażeń grzybiczych skóry, takich jak grzybica, w szczególności grzybica stóp (grzybica), grzybica podudzi (świąd pachwiny) i grzybica ciała. Infekcje te są często wywoływane przez dermatofity z rodzajów Trichophyton, Epidermophyton, oraz Mikrosporum. Mikonazol jest również stosowany głównie w leczeniu drożdżaków pochwy wywołanych przez grzyby Kandyda, a ketokonazol jest stosowany w leczeniu łupieżu pstrego i łupieżu, które mogą być wywołane przez grzyby Malassezia.

Leki triazolowe, w tym flukonazol, hamują również biosyntezę ergosterolu. Można je jednak podawać doustnie lub dożylnie w leczeniu kilku rodzajów ogólnoustrojowych infekcji drożdżakowych, w tym pleśniawki jamy ustnej i kryptokokowego zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych, które są powszechne u pacjentów z AIDS. Triazole wykazują również bardziej selektywną toksyczność w porównaniu z imidazolami i wiążą się z mniejszą liczbą skutków ubocznych.

Alliloaminy, strukturalnie różna klasa syntetycznych leków przeciwgrzybiczych, hamują wcześniejszy etap biosyntezy ergosterolu. Najczęściej stosowaną alliloaminą jest terbinafina (sprzedawana pod marką Lamisil), która jest stosowana miejscowo w leczeniu dermatofitowych infekcji skóry, takich jak grzybica, grzybica i świąd pachwin. Leczenie doustne terbinafiną jest również stosowane w leczeniu grzybicy paznokci rąk i stóp, ale może to być związane z rzadkim działaniem niepożądanym hepatotoksyczności.

Polieny są klasą środków przeciwgrzybiczych naturalnie wytwarzanych przez niektóre bakterie glebowe promieniowców i są strukturalnie spokrewnione z makrolidami. Te duże, lipofilowe cząsteczki wiążą się z ergosterolem w błonach cytoplazmatycznych grzybów, tworząc w ten sposób pory. Typowe przykłady obejmują nystatynę i amfoterycynę B. Nystatyna jest zwykle stosowana jako miejscowe leczenie infekcji drożdżakowych skóry, jamy ustnej i pochwy, ale może być również stosowana w przypadku infekcji grzybiczych jelit. Lek amfoterycyna B jest stosowany w ogólnoustrojowych zakażeniach grzybiczych, takich jak aspergiloza, kryptokokowe zapalenie opon mózgowych, histoplazmoza, blastomykoza i kandydoza. Amfoterycyna B była jedynym dostępnym lekiem przeciwgrzybiczym przez kilka dziesięcioleci, ale jej stosowanie wiąże się z poważnymi skutkami ubocznymi, w tym nefrotoksycznością (toksyczność nerkową).

Amfoterycyna B jest często stosowana w połączeniu z flucytozyną, fluorowanym analogiem pirymidyny, który jest przekształcany przez enzym specyficzny dla grzybów w toksyczny produkt, który zakłóca zarówno replikację DNA, jak i syntezę białek u grzybów. Flucytozyna jest również związana z hepatotoksycznością (toksyczność wątroby) i zahamowaniem czynności szpiku kostnego.

Oprócz działania na ergosterol w błonach komórkowych grzybów, istnieje kilka leków przeciwgrzybiczych, które działają na inne struktury grzybów (Rysunek (PageIndex{2})). Echinokandyny, w tym kaspofungina, to grupa naturalnie wytwarzanych związków przeciwgrzybiczych, które blokują syntezę β(1→3)glukanu znajdującego się w ścianach komórkowych grzybów, ale nie występującego w komórkach ludzkich. Ta klasa leków ma przydomek „penicylina na grzyby”. Kaspofungina jest stosowana w leczeniu aspergilozy oraz ogólnoustrojowych infekcji drożdżakowych.

Chociaż chityna jest tylko niewielkim składnikiem ścian komórkowych grzybów, jest również nieobecna w komórkach ludzkich, co czyni ją selektywnym celem. Polioksyny i nikkomycyny są naturalnie wytwarzanymi środkami przeciwgrzybiczymi, których celem jest synteza chityny. Polioksyny stosuje się do zwalczania grzybów do celów rolniczych, a nikkomycyna Z jest obecnie opracowywana do stosowania u ludzi w leczeniu zakażeń drożdżakowych i gorączki Valley (kokcydioidomikoza), choroby grzybiczej występującej w południowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych.1

Uważa się, że naturalnie wytwarzana przeciwgrzybicza gryzeofulwina specyficznie zaburza podział komórek grzybów, zakłócając mikrotubule zaangażowane w tworzenie wrzeciona podczas mitozy. Był to jeden z pierwszych leków przeciwgrzybiczych, ale jego stosowanie wiąże się z hepatotoksycznością. Zazwyczaj podaje się go doustnie w celu leczenia różnych typów dermatofitowych infekcji skóry, gdy inne miejscowe terapie przeciwgrzybicze są nieskuteczne.

Istnieje kilka leków, które działają jako antymetabolity przeciwko procesom grzybiczym. Na przykład atowakwon, przedstawiciel klasy leków naftochinonowych, jest półsyntetycznym antymetabolitem dla grzybowych i pierwotniakowych wersji mitochondrialnego cytochromu ważnego w transporcie elektronów. Strukturalnie jest analogiem koenzymu Q, z którym konkuruje o wiązanie elektronów. Jest szczególnie przydatny w leczeniu Pneumocystis zapalenie płuc spowodowane przez Pneumocystis jirovecii. Przeciwbakteryjne połączenie sulfametoksazolu z trimetoprimem działa również jako antymetabolit przeciwko: P.jirovecii.

Tabela (PageIndex{1}) przedstawia różne klasy terapeutyczne leków przeciwgrzybiczych, podzielone na kategorie według sposobu działania, wraz z przykładami każdego z nich.

Tabela (PageIndex{1}): Powszechne leki przeciwgrzybicze
Mechanizm akcjiKlasa lekówSpecyficzne lekiZastosowania kliniczne
Hamują syntezę ergosteroluimidazoleMikonazol, ketokonazol, klotrimazolInfekcje grzybicze skóry i infekcje drożdżakowe pochwy
TriazoleFlukonazolOgólnoustrojowe infekcje drożdżakowe, pleśniawki jamy ustnej i kryptokokowe zapalenie opon mózgowych
AlliloaminyTerbinafinaDermatofityczne infekcje skóry (stopa atlety, grzybica, świąd pachwiny) oraz infekcje paznokci rąk i nóg
Wiążą ergosterol w błonie komórkowej i tworzą pory, które zaburzają błonęPolienyNystatynaStosowany miejscowo na infekcje drożdżakowe skóry, jamy ustnej i pochwy; stosowany również w infekcjach grzybiczych jelit
Amfoterycyna BRóżne ogólnoustrojowe zakażenia grzybicze
Hamować syntezę ściany komórkowejEchinokandynyKaspofunginaAspergiloza i ogólnoustrojowe infekcje drożdżakowe
Nie dotyczyNikkomycyna ZKokcydioidomikoza (gorączka doliny) i infekcje drożdżakowe
Hamują mikrotubule i podział komórekNie dotyczyGryzeofulwinaDermatofityczne infekcje skóry

Ćwiczenie (PageIndex{1})

W jaki sposób zakłócenie biosyntezy ergosterolu jest skutecznym sposobem działania środków przeciwgrzybiczych?

LECZENIE ZAKAŻENIA GRZYBICZEGO PŁUC

Jack, 48-letni inżynier, jest nosicielem wirusa HIV, ale ogólnie jest zdrowy dzięki terapii antyretrowirusowej (ART). Jednak po szczególnie intensywnym tygodniu w pracy dostał gorączki i suchego kaszlu. Założył, że po prostu miał przeziębienie lub łagodną grypę z powodu nadmiernego wysiłku i nie myślał o tym zbyt wiele. Jednak po około tygodniu zaczął odczuwać zmęczenie, utratę wagi i duszność. Postanowił odwiedzić swojego lekarza, który stwierdził, że Jack ma niski poziom natlenienia krwi. Lekarz zlecił badanie krwi, prześwietlenie klatki piersiowej i pobranie próbki indukowanej plwociny do analizy. Jego prześwietlenie wykazało delikatne zmętnienie i kilka pneumatoceles (cienkościenne kieszenie powietrza), co wskazywało Pneumocystis zapalenie płuc (PCP), rodzaj zapalenia płuc wywołanego przez grzyb Pneumocystis jirovecii. Lekarz Jacka przyjął go do szpitala i przepisał dożylnie Bactrim, połączenie sulfametoksazolu i trimetoprimu.

P. jirovecii jest grzybem drożdżopodobnym o cyklu życiowym podobnym do pierwotniaków. Jako taki był klasyfikowany jako pierwotniak do lat 80. XX wieku. Żyje tylko w tkance płucnej zakażonych osób i jest przenoszony z człowieka na człowieka, przy czym wiele osób jest narażonych jako dzieci. Zazwyczaj P. jirovecii powoduje zapalenie płuc tylko u osób z obniżoną odpornością. Zdrowi ludzie mogą nosić grzyba w płucach bez objawów choroby. PCP jest szczególnie problematyczny wśród pacjentów z HIV z upośledzonym układem odpornościowym.

PCP jest zwykle leczony doustnie lub dożylnie Bactrim, ale alternatywą są atowakwon lub pentamidyna (inny lek przeciwpasożytniczy). Jeśli nie jest leczone, PCP może postępować, prowadząc do zapadnięcia płuca i prawie 100% śmiertelności. Nawet przy terapii lekami przeciwdrobnoustrojowymi PCP nadal odpowiada za 10% zgonów związanych z HIV.

Badanie cytologiczne przy użyciu bezpośredniego testu immunofluorescencyjnego (DFA) wymazu z plwociny Jacka potwierdziło obecność P. jirovecii (Rysunek (PageIndex{3})). Ponadto wyniki badań krwi Jacka wykazały, że liczba białych krwinek spadła, co czyni go bardziej podatnym na grzyby. Jego lekarz dokonał przeglądu jego schematu ART i wprowadził poprawki. Po kilku dniach hospitalizacji Jack został zwolniony, aby kontynuować terapię przeciwbakteryjną w domu. Wraz ze zmianami w terapii ART liczba komórek CD4 Jacka zaczęła wzrastać i mógł wrócić do pracy.

Leki przeciwpierwotniacze

Istnieje kilka mechanizmów działania leków przeciwpierwotniaczych na zakaźne pierwotniaki (Tabela (PageIndex{3})). Niektóre z nich to antymetabolity, takie jak atowakwon, proguanil i artemizyniny. Atovaquone, oprócz działania przeciwgrzybiczego, blokuje transport elektronów u pierwotniaków i jest stosowany w leczeniu infekcji pierwotniakowych, w tym malarii, babeszjozy i toksoplazmozy. Proguanil to kolejny syntetyczny antymetabolit, który jest przetwarzany w komórkach pasożytniczych do postaci aktywnej, która hamuje syntezę pierwotniakowego kwasu foliowego. Jest często stosowany w połączeniu z atowakwonem, a połączenie jest sprzedawane jako Malarone zarówno w leczeniu, jak i zapobieganiu malarii.

Artemisinin, środek przeciwgrzybiczy pochodzenia roślinnego, odkryty po raz pierwszy przez chińskich naukowców w latach 70., jest dość skuteczny w walce z malarią. Półsyntetyczne pochodne artemizyniny są lepiej rozpuszczalne w wodzie niż ich naturalna wersja, co czyni je bardziej biodostępnymi. Chociaż dokładny mechanizm działania jest niejasny, artemizyniny wydają się działać jako proleki, które są metabolizowane przez komórki docelowe w celu wytworzenia reaktywnych form tlenu (ROS), które uszkadzają komórki docelowe. Ze względu na wzrost oporności na leki przeciwmalaryczne, artemizyniny są również powszechnie stosowane w połączeniu z innymi związkami przeciwmalarycznymi w terapii skojarzonej opartej na artemizynie (ACT).

Kilka antymetabolitów stosuje się w leczeniu toksoplazmozy wywołanej przez pasożyta Toxoplasma gondii. Syntetyczny sulfonamid, sulfadiazyna, kompetycyjnie hamuje enzym wytwarzający kwas foliowy u pasożytów i może być stosowany w leczeniu malarii i toksoplazmozy. Pirymetamina jest lekiem syntetycznym, który hamuje inny enzym na szlaku wytwarzania kwasu foliowego i jest często stosowany w połączeniu z sulfadoksyną (inny lek sulfonamidowy) w leczeniu malarii lub w połączeniu z sulfadiazyną w leczeniu toksoplazmozy. Skutki uboczne pirymetaminy obejmują zmniejszoną aktywność szpiku kostnego, która może powodować zwiększone siniaki i niską liczbę czerwonych krwinek. Gdy problemem jest toksyczność, spiramycyna, inhibitor syntezy białek makrolidowych, jest zwykle podawana w leczeniu toksoplazmozy.

Dwie klasy leków przeciwpierwotniaczych zakłócają syntezę kwasów nukleinowych: nitroimidazole i chinoliny. Nitroimidazole, w tym półsyntetyczny metronidazol, który był omawiany wcześniej jako lek przeciwbakteryjny, oraz syntetyczny tinidazol, są przydatne w zwalczaniu wielu różnych patogenów pierwotniaków, takich jak: Giardia lamblia, Entamoeba histolytica, oraz Trichomonas vaginalis. Po wprowadzeniu do tych komórek w środowiskach o niskiej zawartości tlenu, nitroimidazole ulegają aktywacji i powodują pękanie nici DNA, zakłócając replikację DNA w komórkach docelowych. Niestety metronidazol jest związany z karcynogenezą (rozwój raka) u ludzi.

Innym rodzajem syntetycznego leku przeciwpierwotniaczego, o którym od dawna uważano, że specyficznie zakłóca replikację DNA u niektórych patogenów, jest pentamidyna. W przeszłości był stosowany w leczeniu śpiączki afrykańskiej (wywołanej przez pierwotniaki). Trypanosoma brucei) i leiszmaniozy (wywołane przez pierwotniaki z rodzaju Leiszmania), ale jest to również alternatywa dla leczenia grzyba Pneumocystis. Niektóre badania wskazują, że wiąże się on specyficznie z DNA znajdującym się w kinetoplastach (kDNA; długie struktury podobne do mitochondriów unikalne dla trypanosomów), prowadząc do rozszczepienia kDNA. Jednak jądrowe DNA zarówno pasożyta, jak i żywiciela pozostaje nienaruszone. Wydaje się również, że wiąże się z tRNA, hamując dodawanie aminokwasów do tRNA, zapobiegając w ten sposób syntezie białek. Możliwe skutki uboczne stosowania pentamidyny obejmują dysfunkcję trzustki i uszkodzenie wątroby.

Chinoliny to klasa syntetycznych związków spokrewnionych z chininą, która ma długą historię stosowania w walce z malarią. Uważa się, że chinoliny zakłócają detoksykację hemu, która jest niezbędna do skutecznego rozkładu hemoglobiny przez pasożyty na aminokwasy w czerwonych krwinkach. Syntetyczne pochodne chlorochina, chinakryna (zwana również mepakryną) i meflochina są powszechnie stosowane jako leki przeciwmalaryczne, a chlorochina jest również stosowana w leczeniu pełzakowicy zwykle spowodowanej przez Entamoeba histolytica. Długotrwałe profilaktyczne stosowanie chlorochiny lub meflochiny może powodować poważne skutki uboczne, w tym halucynacje lub problemy z sercem. Pacjenci z niedoborem dehydrogenazy glukozo-6-fosforanowej doświadczają ciężkiej anemii podczas leczenia chlorochiną.

Tabela (PageIndex{2}): Powszechne leki przeciwpierwotniacze
Mechanizm akcjiKlasa lekówSpecyficzne lekiZastosowania kliniczne
Zahamować transport elektronów w mitochondriachNaftochinonAtowakwonMalaria, babeszjoza i toksoplazmoza
Zahamować syntezę kwasu foliowegoNie dotyczyprokwanilTerapia skojarzona z atowakwonem w leczeniu i profilaktyce malarii
SulfonamidSulfadiazynaMalaria i toksoplazmoza
Nie dotyczyPirymetaminaTerapia skojarzona z sulfadoksyną (lek sulfa) na malarię
Wytwarza szkodliwe reaktywne formy tlenuNie dotyczyArtemisininTerapia skojarzona w leczeniu malarii
Zahamować syntezę DNANitroimidazoleMetronidazol, tynidazolInfekcje spowodowane przez Giardia lamblia, Entamoeba histolytica, oraz Trichomonas vaginalis
Nie dotyczyPentamidynaŚpiączka afrykańska i leiszmanioza
Zahamować detoksykację hemuChinolinyChlorochinaMalaria i infekcje z E. histolytica
Mepakryna, meflochinaMalaria

Ćwiczenie (PageIndex{2})

Wymień dwa sposoby działania leków przeciwpierwotniaczych.

Leki przeciw robakom

Ponieważ robaki są wielokomórkowymi eukariotami, tak jak ludzie, opracowanie leków o selektywnej toksyczności wobec nich jest niezwykle trudne. Mimo to opracowano kilka efektywnych klas (Tabela (PageIndex{3})). Syntetyczne benzimidazole, takie jak mebendazol i albendazol, wiążą się z pasożytniczą β-tubuliną, zapobiegając tworzeniu się mikrotubul. Wydaje się, że szczególnie dotknięte są mikrotubule w komórkach jelitowych robaków, co prowadzi do zmniejszenia wychwytu glukozy. Poza ich działaniem przeciwko szerokiej gamie robaków, benzimidazole są również aktywne przeciwko wielu pierwotniakom, grzybom i wirusom, a ich zastosowanie do hamowania mitozy i progresji cyklu komórkowego w komórkach nowotworowych jest przedmiotem badań.2 Możliwe skutki uboczne ich stosowania obejmują uszkodzenie wątroby i supresję szpiku kostnego.

Awermektyny są członkami rodziny makrolidów, które po raz pierwszy odkryto z japońskiego izolatu gleby, Streptomyces avermectinius. Silniejszą półsyntetyczną pochodną awermektyny jest iwermektyna, która wiąże się z kanałami chlorkowymi bramkowanymi glutaminianem specyficznymi dla bezkręgowców, w tym robakami, blokując transmisję neuronalną i powodując głód, paraliż i śmierć robaków. Iwermektyna jest stosowana w leczeniu chorób obleńców, w tym onchocerkozy (zwanej również ślepotą rzeczną, wywoływaną przez robaki). Onchocerca volvulus) i węgorczycy (wywołane przez robaka) Strongyloides stercoralis lub S. fuelleborni). Iwermektyna może również leczyć pasożytnicze owady, takie jak roztocza, wszy i pluskwy, i jest nietoksyczna dla ludzi.

Niclosamid to syntetyczny lek stosowany od ponad 50 lat w leczeniu infekcji tasiemcem. Chociaż jego sposób działania nie jest całkowicie jasny, wydaje się, że niklozamid hamuje tworzenie ATP w warunkach beztlenowych i hamuje fosforylację oksydacyjną w mitochondriach docelowych patogenów. Niklosamid nie jest wchłaniany z przewodu pokarmowego, dzięki czemu może osiągać u pacjentów wysokie zlokalizowane stężenia w jelitach. Ostatnio wykazano, że ma również działanie przeciwbakteryjne, przeciwwirusowe i przeciwnowotworowe.345

Innym syntetycznym lekiem przeciwrobaczym jest prazikwantel, który jest stosowany w leczeniu pasożytniczych tasiemców i przywr wątrobowych i jest szczególnie przydatny w leczeniu schistosomatozy (wywołanej przez przywry krwi z trzech rodzajów Schistosoma). Jego sposób działania pozostaje niejasny, ale wydaje się, że powoduje napływ wapnia do robaka, powodując intensywny skurcz i paraliż robaka. Jest często stosowany jako preferowana alternatywa dla niklosamidu w leczeniu tasiemców, gdy dolegliwości żołądkowo-jelitowe ograniczają stosowanie niklosamidu.

Tioksantenony, inna klasa leków syntetycznych strukturalnie spokrewnionych z chininą, wykazują działanie przeciwschistosomowe poprzez hamowanie syntezy RNA. Tioksantenon lukanton i jego metabolit hikanton były pierwszymi stosowanymi klinicznie, ale poważne neurologiczne, żołądkowo-jelitowe, sercowo-naczyniowe i wątrobowe skutki uboczne doprowadziły do ​​ich zaprzestania. Oksamnichina, mniej toksyczna pochodna hikantonu, jest skuteczna tylko przeciwko S. mansoni, jeden z trzech gatunków, o których wiadomo, że powodują schistosomatozę u ludzi.Prazikwantel został opracowany w celu ukierunkowania na pozostałe dwa gatunki schistosomów, ale obawy związane z rosnącą opornością spowodowały ponowne zainteresowanie opracowaniem dodatkowych pochodnych oksamnikiny, które miałyby działać na wszystkie trzy klinicznie ważne gatunki schistosomów.

Tabela (PageIndex{3}): Powszechne leki przeciwrobacze
Mechanizm akcjiKlasa lekówSpecyficzne lekiZastosowania kliniczne
Hamują tworzenie mikrotubul, zmniejszając wychwyt glukozyBenzimidazoleMebendazol, albendazolRóżnorodność infekcji pasożytniczych
Zablokuj transmisję neuronalną, powodując paraliż i głódAwermektynyIwermektynaChoroby glist, w tym ślepota rzeczna i węgorzyca oraz leczenie owadów pasożytniczych
Zahamować produkcję ATPNie dotyczyNiklosamidInfekcje jelitowe tasiemcem
Wywołaj napływ wapniaNie dotyczyPrazikwantelSchistosomatoza (przywry krwi)
Hamować syntezę RNATioksantenonyLucanthone, hycanthone, oksamnichinaSchistosomatoza (przywry krwi)

Ćwiczenie (PageIndex{3})

Dlaczego opracowanie leków przeciw robakom jest trudne?

Leki przeciwwirusowe

W przeciwieństwie do złożonej struktury grzybów, pierwotniaków i robaków, struktura wirusa jest prosta i składa się z kwasu nukleinowego, płaszcza białkowego, enzymów wirusowych i czasami otoczki lipidowej. Ponadto wirusy są obowiązkowymi patogenami wewnątrzkomórkowymi, które wykorzystują do replikacji maszynerię komórkową gospodarza. Te cechy utrudniają opracowywanie leków o selektywnej toksyczności wobec wirusów.

Wiele leków przeciwwirusowych jest analogami nukleozydów i działa poprzez hamowanie biosyntezy kwasu nukleinowego. Na przykład acyklowir (sprzedawany jako Zovirax) jest syntetycznym analogiem nukleozydu guanozyny (Rysunek (PageIndex{4})). Jest aktywowana przez kinazę tymidynową enzymu wirusa opryszczki pospolitej i po dodaniu do rosnącej nici DNA podczas replikacji powoduje zakończenie łańcucha. Jego specyficzność wobec komórek zakażonych wirusem wynika zarówno z potrzeby aktywacji enzymu wirusowego, jak i zwiększonego powinowactwa aktywowanej postaci do wirusowej polimerazy DNA w porównaniu z polimerazą DNA komórki gospodarza. Acyklowir i jego pochodne są często stosowane do leczenia infekcji wirusem opryszczki, włączając opryszczkę narządów płciowych, ospę wietrzną, półpasiec, infekcje wirusem Epsteina-Barra i infekcje wirusem cytomegalii. Acyklowir można podawać miejscowo lub ogólnoustrojowo, w zależności od infekcji. Jednym z możliwych skutków ubocznych jego stosowania jest nefrotoksyczność. Lek adenino-arabinozyd, sprzedawany jako widarabina, jest syntetycznym analogiem deoksyadenozyny o mechanizmie działania podobnym do acyklowiru. Jest również skuteczny w leczeniu różnych ludzkich wirusów opryszczki. Jednak ze względu na możliwe skutki uboczne obejmujące niską liczbę białych krwinek i neurotoksyczność, obecnie preferowane jest leczenie acyklowirem.

Rybawiryna, inny syntetyczny analog guanozyny, działa poprzez mechanizm działania, który nie jest do końca jasny. Wydaje się, że zakłóca zarówno syntezę DNA, jak i RNA, być może poprzez zmniejszenie wewnątrzkomórkowych puli trójfosforanu guanozyny (GTP). Rybawaryna wydaje się również hamować polimerazę RNA wirusa zapalenia wątroby typu C. Stosowany jest głównie do leczenia wirusów RNA, takich jak wirusowe zapalenie wątroby typu C (w terapii skojarzonej z interferonem) i syncytialny wirus oddechowy. Możliwe skutki uboczne stosowania rybawiryny obejmują niedokrwistość i skutki rozwojowe u nienarodzonych dzieci u pacjentek w ciąży. W ostatnich latach opracowano również inny analog nukleotydów, sofosbuvir (Solvaldi), do leczenia zapalenia wątroby typu C. Sofosbuvir jest analogiem urydyny, który zakłóca aktywność wirusowej polimerazy. Jest powszechnie podawany razem z rybawiryną, z interferonem lub bez.

Hamowanie syntezy kwasów nukleinowych nie jest jedynym celem syntetycznych leków przeciwwirusowych. Chociaż mechanizm działania amantadyny i jej względnej rymantadyny nie jest do końca jasny, wydaje się, że leki te wiążą się z białkiem transbłonowym, które bierze udział w ucieczce wirusa grypy z endosomów. Blokowanie ucieczki wirusa zapobiega również uwalnianiu wirusowego RNA do komórek gospodarza i późniejszej replikacji wirusa. Rosnąca oporność ograniczyła stosowanie amantadyny i rymantadyny w leczeniu grypy typu A. Stosowanie amantadyny może powodować neurologiczne działania niepożądane, ale działania niepożądane rymantadyny wydają się mniej poważne. Co ciekawe, ze względu na ich wpływ na substancje chemiczne mózgu, takie jak dopamina i NMDA (N-metylo-D-asparaginian), w leczeniu choroby Parkinsona stosuje się również amantadynę i rymantadynę.

Inhibitory neuraminidazy, w tym olsetamivir (Tamiflu), zanamivir (Relenza) i peramivir (Rapivab), specyficznie celują w wirusy grypy, blokując aktywność neuraminidazy wirusa grypy, zapobiegając uwalnianiu wirusa z zakażonych komórek. Te trzy leki przeciwwirusowe mogą zmniejszać objawy grypy i skracać czas trwania choroby, ale różnią się sposobem podawania: olsetamivir podaje się doustnie, zanamivir jest wziewny, a peramivir podaje się dożylnie. Wydaje się, że oporność na te inhibitory neuraminidazy jest nadal minimalna.

Pleconaril to syntetyczny lek przeciwwirusowy w trakcie opracowywania, który okazał się obiecujący w leczeniu pikornawirusów. Stosowanie plekonarylu w leczeniu przeziębienia wywołanego przez rinowirusy nie zostało zatwierdzone przez FDA w 2002 r. ze względu na brak udowodnionej skuteczności, brak stabilności i związek z nieregularnymi miesiączkami. Jego dalszy rozwój w tym celu został wstrzymany w 2007 roku. Jednak pleconaril nadal jest badany pod kątem zastosowania w leczeniu zagrażających życiu powikłań enterowirusów, takich jak zapalenie opon mózgowych i posocznica. Jest również badany pod kątem zastosowania w globalnym zwalczaniu specyficznego enterowirusa polio.6 Wydaje się, że Pleconaril działa poprzez wiązanie się z kapsydem wirusa i zapobieganie odkładaniu się cząsteczek wirusa wewnątrz komórek gospodarza podczas infekcji wirusowej.

Wirusy o złożonym cyklu życiowym, takie jak HIV, mogą być trudniejsze w leczeniu. Po pierwsze, HIV atakuje białe krwinki CD4-dodatnie, które są niezbędne do prawidłowej odpowiedzi immunologicznej na infekcję. Po drugie, HIV jest retrowirusem, co oznacza, że ​​przekształca swój genom RNA w kopię DNA, która integruje się z genomem komórki gospodarza, ukrywając się w ten sposób w DNA komórki gospodarza. Po trzecie, odwrotna transkryptaza HIV nie ma aktywności korekcyjnej i wprowadza mutacje, które umożliwiają szybki rozwój oporności na leki przeciwwirusowe. Aby zapobiec pojawieniu się oporności, w ART dla HIV zwykle stosuje się kombinację określonych syntetycznych leków przeciwwirusowych (rysunek (PageIndex{5})).

Inhibitory odwrotnej transkryptazy blokują wczesny etap przekształcania genomu wirusowego RNA w DNA i mogą obejmować konkurencyjne inhibitory analogów nukleozydowych (np. azydotymidyna/zydowudyna lub AZT) i niekonkurencyjne inhibitory nienukleozydowe (np. etrawiryna), które wiążą odwrotną transkryptazę i powodują inaktywująca zmiana konformacyjna. Leki zwane inhibitorami proteazy (np. rytonawir) blokują przetwarzanie białek wirusowych i zapobiegają dojrzewaniu wirusa. Inhibitory proteazy są również opracowywane do leczenia innych typów wirusów.7 Na przykład symeprewir (Olysio) został zatwierdzony do leczenia zapalenia wątroby typu C i jest podawany z rybawiryną i interferonem w terapii skojarzonej. Inhibitory integrazy (np. raltegrawir) blokują aktywność integrazy HIV odpowiedzialnej za rekombinację kopii DNA genomu wirusa do chromosomu komórki gospodarza. Dodatkowe klasy leków do leczenia HIV obejmują antagonistów CCR5 i inhibitory fuzji (np. enfuwiryd), które zapobiegają wiązaniu wirusa HIV z koreceptorem komórki gospodarza (receptor chemokinowy typu 5 [CCR5]) i łączenie się otoczki wirusa z gospodarzem odpowiednio błonę komórkową. Tabela (PageIndex{4}) przedstawia różne klasy terapeutyczne leków przeciwwirusowych, podzielone na kategorie według sposobu działania, z przykładami każdego z nich.

Tabela (PageIndex{4}): Powszechne leki przeciwwirusowe
Mechanizm akcjiNarkotykZastosowania kliniczne
Hamowanie syntezy kwasów nukleinowych przez analogi nukleozydówAcyklowirInfekcje wirusem opryszczki
Azydotymidyna/zydowudyna (AZT)Zakażenia HIV
RybawirynaWirus zapalenia wątroby typu C i infekcje wirusem syncytium nabłonka dróg oddechowych
widarabinaInfekcje wirusem opryszczki
SofosbuwirZakażenia wirusem zapalenia wątroby typu C
Niekonkurencyjne hamowanie nienukleozydoweEtrawirynaZakażenia HIV
Zahamować ucieczkę wirusa z endosomówAmantadyna, rymantadynaZakażenia wirusem grypy
Hamować neuraminadazęOlsetamiwir, zanamiwir, peramiwirZakażenia wirusem grypy
Zahamować odsłanianie wirusówPleconarilPoważne infekcje enterowirusowe
Hamowanie proteazyRytonawirZakażenia HIV
SimeprewirZakażenia wirusem zapalenia wątroby typu C
Hamowanie integrazyRaltegrawirZakażenia HIV
Hamowanie fuzji błonEnfuwirytydZakażenia HIV

Ćwiczenie (PageIndex{4})

Dlaczego HIV jest trudny do leczenia lekami przeciwwirusowymi?

Aby dowiedzieć się więcej o różnych klasach leków przeciwretrowirusowych stosowanych w ART w przypadku zakażenia HIV, zapoznaj się z każdym z leków z klas leków na HIV dostarczonych przez Departament Zdrowia i Opieki Społecznej Stanów Zjednoczonych na tej stronie internetowej.

Kluczowe pojęcia i podsumowanie

  • Ponieważ grzyby, pierwotniaki i robaki pasożytnicze są organizmami eukariotycznymi, takimi jak komórki ludzkie, trudniej jest opracować leki przeciwdrobnoustrojowe ukierunkowane na nie. Podobnie trudno jest celować w wirusy, ponieważ ludzkie wirusy replikują się w ludzkich komórkach.
  • Leki przeciwgrzybicze zakłócają syntezę ergosterolu, wiążą się z ergosterolem, aby zakłócić integralność błony komórkowej grzybów lub docelowe składniki specyficzne dla ściany komórkowej lub inne białka komórkowe.
  • Leki przeciwpierwotniacze zwiększają komórkowe poziomy reaktywnych form tlenu, zakłócają replikację DNA pierwotniaków (odpowiednio jądrowe versus kDNA) i zakłócają detoksykację hemu.
  • Leki przeciw robakom zakłócać tworzenie mikrotubul robaków i pierwotniaków; blokować transmisje neuronalne; hamować beztlenowe tworzenie ATP i/lub fosforylację oksydacyjną; wywołać napływ wapnia u tasiemców, co prowadzi do skurczów i paraliżu; i zakłócają syntezę RNA w schistosomach.
  • Leki przeciwwirusowe hamują wnikanie wirusa, hamują odwarstwianie wirusa, hamują biosyntezę kwasu nukleinowego, zapobiegają ucieczce wirusa z endosomów w komórkach gospodarza i zapobiegają uwalnianiu wirusa z zakażonych komórek.
  • Ponieważ może łatwo mutować, aby stać się lekoopornym, HIV jest zwykle leczony kombinacją kilku leki przeciwretrowirusowe, który może obejmować inhibitory odwrotnej transkryptazy, inhibitory proteazy, inhibitory integrazyoraz leki, które zakłócają wiązanie i fuzję wirusa w celu zainicjowania infekcji.

Przypisy

  1. 1 Centra Kontroli i Zapobiegania Chorobom. „Gorączka doliny: świadomość jest kluczem”. www.cdc.gov/features/valleyfever/. Dostęp 1 czerwca 2016 r.
  2. 2 B. Chu i in. „Pochodna benzimidazolu wykazująca aktywność przeciwnowotworową blokuje aktywność EGFR i HER2 oraz zwiększa DR5 w komórkach raka piersi”. Śmierć komórki i choroba 6 (2015):e1686
  3. 3 J.-X. Pan i in. „Niklosamid, stary środek przeciw robakom, wykazuje działanie przeciwnowotworowe, blokując wiele ścieżek sygnałowych komórek macierzystych raka”. Chiński Dziennik Raka 31 nr. 4 (2012): 178–184.
  4. 4 F. Imperi i in. „Nowe życie starego leku: lek przeciwrobaczy niklosamid hamuje” Pseudomonas aeruginosa Quorum sensing." Środki przeciwdrobnoustrojowe i chemioterapia 57 nr. 2 (2013):996-1005.
  5. 5 A. Jurgeit i in. „Niklozamid jest nośnikiem protonów i działa na kwaśne endosomy o szerokim działaniu przeciwwirusowym”. Patogeny PLoS 8 nie. 10 (2012):e1002976.
  6. 6 MJ Abzug. „Enterowirusy: problemy wymagające leczenia”. Dziennik infekcji 68 nr. S1 (2014): 108-14.
  7. 7 p.w. Perłowy. „Inhibitory proteazy w leczeniu przewlekłego wirusowego zapalenia wątroby typu C o genotypie 1: nowy standard opieki”. Choroby zakaźne lancetów 12 nie. 9 (2012): 717–728.

Współpracownik

  • Nina Parker (Shenandoah University), Mark Schneegurt (Wichita State University), Anh-Hue Thi Tu (Georgia Southwestern State University), Philip Lister (Central New Mexico Community College) i Brian M. Forster (Uniwersytet św. Józefa) z wieloma współautorzy. Oryginalna zawartość za pośrednictwem Openstax (CC BY 4.0; dostęp za darmo pod adresem https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction)


Nadciśnienie

Norvasc ® jest wskazany w leczeniu nadciśnienia tętniczego, w celu obniżenia ciśnienia krwi. Obniżenie ciśnienia krwi zmniejsza ryzyko śmiertelnych i niezakończonych zgonem zdarzeń sercowo-naczyniowych, przede wszystkim udarów i zawałów mięśnia sercowego. Korzyści te zaobserwowano w kontrolowanych badaniach leków przeciwnadciśnieniowych z wielu różnych klas farmakologicznych, w tym Norvasc.

Kontrola wysokiego ciśnienia krwi powinna być częścią kompleksowego zarządzania ryzykiem sercowo-naczyniowym, w tym, w stosownych przypadkach, kontroli lipidów, leczenia cukrzycy, leczenia przeciwzakrzepowego, zaprzestania palenia, ćwiczeń i ograniczonego spożycia sodu. Wielu pacjentów będzie wymagało więcej niż jednego leku, aby osiągnąć cele dotyczące ciśnienia krwi. Aby uzyskać szczegółowe porady dotyczące celów i zarządzania, zobacz opublikowane wytyczne, takie jak wytyczne Wspólnego Narodowego Komitetu ds. Zapobiegania, Wykrywania, Oceny i Leczenia Wysokiego Ciśnienia Krwi (JNC) w ramach National High Blood Pressure Education Program.

W kontrolowanych badaniach z randomizacją wykazano, że liczne leki przeciwnadciśnieniowe z różnych klas farmakologicznych io różnych mechanizmach działania zmniejszają chorobowość i śmiertelność sercowo-naczyniową, i można wywnioskować, że jest to obniżenie ciśnienia krwi, a nie jakaś inna właściwość farmakologiczna leki, które są w dużej mierze odpowiedzialne za te korzyści. Największą i najbardziej spójną korzyścią dla sercowo-naczyniowych punktów końcowych było zmniejszenie ryzyka udaru mózgu, ale regularnie obserwowano również zmniejszenie zawału mięśnia sercowego i śmiertelności z przyczyn sercowo-naczyniowych.

Podwyższone ciśnienie skurczowe lub rozkurczowe powoduje zwiększone ryzyko sercowo-naczyniowe, a bezwzględny wzrost ryzyka na mmHg jest większy przy wyższym ciśnieniu krwi, tak że nawet niewielkie zmniejszenie ciężkiego nadciśnienia może przynieść znaczne korzyści. Zmniejszenie względnego ryzyka wynikającego z obniżenia ciśnienia krwi jest podobne w populacjach o różnym ryzyku bezwzględnym, więc bezwzględna korzyść jest większa u pacjentów z wyższym ryzykiem niezależnie od nadciśnienia tętniczego (na przykład pacjenci z cukrzycą lub hiperlipidemią) i takich pacjentów można oczekiwać aby skorzystać z bardziej agresywnego leczenia w celu obniżenia ciśnienia krwi.

Niektóre leki przeciwnadciśnieniowe mają mniejszy wpływ na ciśnienie krwi (w monoterapii) u pacjentów rasy czarnej, a wiele leków przeciwnadciśnieniowych ma dodatkowe zatwierdzone wskazania i działania (np. na dusznicę bolesną, niewydolność serca lub cukrzycową chorobę nerek). Te względy mogą kierować wyborem terapii.

Norvasc można stosować samodzielnie lub w połączeniu z innymi lekami przeciwnadciśnieniowymi.

Choroba wieńcowa (CAD)


Tło

Badania profilowania ekspresji w ludzkich nowotworach umożliwiły nowy wgląd w geny i szlaki, które przyczyniają się do onkogenezy i pobudziły rozwój sygnatur ekspresji genów prognostycznych dla wyników leczenia pacjentów. Geny zawierające sygnatury prognostyczne często dostarczają wskazówek dotyczących mechanizmów patobiologicznych, które kierują progresją raka. W celu odkrycia genów o statystycznym związku z nawrotem raka piersi, my i inni zidentyfikowaliśmy szereg genów odgrywających rolę w proliferacji komórkowej [1–6], w tym wielogenowe sygnatury proliferacji, które bezpośrednio odzwierciedlają zdolność guza do proliferacji [1, 4]. –7]. Sygnatury te są wysoce istotnie związane ze złymi rokowaniami pacjentów, co jest zgodne z poglądem, że niekontrolowana proliferacja komórek jest centralną cechą choroby nowotworowej i ostatecznie czynnikiem przyczyniającym się do progresji przerzutów [8, 9]. Rzeczywiście, geny związane z proliferacją są wspólnymi składnikami wielu wcześniej zgłoszonych prognostycznych sygnatur genów, w tym 21-genowego testu Genomic Health Oncotype Dx [10, 11] (Genomic Health, Inc., Redwood City, CA, USA) i często odpowiadają za większość mocy prognostycznej decydującej o wykonaniu tych sygnatur [12–14]. Tak więc jasne biologiczne zrozumienie związku genów prognostycznych z różnymi aspektami patobiologii nowotworu jest niezbędne zarówno dla optymalnej konstrukcji modeli prognostycznych, jak i wyjaśnienia kluczowych regulatorów zachowań nowotworowych.

W ostatnich latach my i inni zaobserwowaliśmy, że podwyższony poziom ekspresji wielu genów zaangażowanych w szlaki odpowiedzi immunologicznej wiąże się ze zmniejszonym ryzykiem nawrotu raka piersi [15–19]. Obserwacje te potwierdzają pogląd, że interakcje rak-leukocyt w mikrośrodowisku ustalonych guzów mogą ograniczać wzrost i przerzuty raka piersi [20–22]. Jednak zakres, w jakim te geny odzwierciedlają różne populacje komórek efektorowych lub przyczyniają się do rokowania pacjenta w obecności innych biomarkerów prognostycznych, takich jak proliferacja, pozostaje niejasny.

W tym raporcie badamy biologiczne pochodzenie skoordynowanych ekspresji genów w raku piersi, które wykazują statystyczne powiązania z przeżyciem pacjenta bez przerzutów odległych (DMFS). Identyfikujemy klastry genów wskazujące na interakcje komórek odpornościowych na nowotwór, które organizują się w trzy różne sygnatury genów związanych z odpornością lub metageny, i rzucamy światło na ich implikacje prognostyczne dla nowotworów o różnej zdolności proliferacyjnej, z naciskiem na wysoce proliferacyjne raki piersi i najbardziej agresywne w szczególności wewnętrzne podtypy molekularne.


2. Klasyfikacja i diagnostyka cukrzycy

Klasyfikacja

Cukrzycę można podzielić na następujące kategorie ogólne:

1. Cukrzyca typu 1 (z powodu autoimmunologicznego niszczenia komórek β, zwykle prowadzącego do całkowitego niedoboru insuliny, w tym utajonej autoimmunologicznej cukrzycy wieku dorosłego)

2. Cukrzyca typu 2 (z powodu postępującej utraty wydzielania insuliny przez komórki β, często na tle insulinooporności)

3. Specyficzne rodzaje cukrzycy spowodowane innymi przyczynami, np. zespoły cukrzycy monogenowej (takie jak cukrzyca noworodkowa i cukrzyca wieku dojrzałego u młodych), choroby zewnątrzwydzielniczej części trzustki (takie jak mukowiscydoza i zapalenie trzustki) oraz lekowe lub chemiczne cukrzyca indukowana (np. przy stosowaniu glikokortykosteroidów, w leczeniu HIV/AIDS lub po przeszczepieniu narządów)

4. Cukrzyca ciążowa (cukrzyca GDM zdiagnozowana w drugim lub trzecim trymestrze ciąży, która nie była wyraźnie jawną cukrzycą przed ciążą)

Ważne jest, aby świadczeniodawcy zdawali sobie sprawę, że klasyfikacja typu cukrzycy nie zawsze jest prosta w momencie rozpoznania i może wystąpić błędna diagnoza. ​U dzieci z cukrzycą typu 1 zwykle występuje wielomocz/polidypsja, a około jedna trzecia choruje na cukrzycową kwasicę ketonową (DKA). Dorośli z cukrzycą typu 1 mogą nie mieć klasycznych objawów i mogą mieć tymczasową remisję zapotrzebowania na insulinę. Diagnoza może z czasem stać się bardziej oczywista i należy ją ponownie ocenić, jeśli istnieją obawy.

Badania przesiewowe i diagnostyczne dla stanu przedcukrzycowego i cukrzycy typu 2

Kryteria diagnostyczne cukrzycy i stanu przedcukrzycowego przedstawiono w tabeli 2.2/2.5. Kryteria przesiewowe wymieniono w Tabeli 2.3.

Kryteria badań przesiewowych i diagnozowania stanu przedcukrzycowego i cukrzycy

Kryteria testowania cukrzycy lub stanu przedcukrzycowego u bezobjawowych dorosłych

Zalecenia

2.6 U bezobjawowych dorosłych należy rozważyć badania przesiewowe w kierunku stanu przedcukrzycowego i cukrzycy typu 2 z nieformalną oceną czynników ryzyka lub zatwierdzonymi narzędziami. b

2.7 Badanie w kierunku stanu przedcukrzycowego i/lub cukrzycy typu 2 u osób bezobjawowych należy rozważyć u osób dorosłych w każdym wieku z nadwagą (BMI 25–29,9 kg/m2 lub 23–27,4 kg/m2 u Amerykanów pochodzenia azjatyckiego) lub otyłością (BMI ≥30 kg /m2 lub ≥27,5 kg/m2 u Amerykanów pochodzenia azjatyckiego) i którzy mają co najmniej jeden dodatkowy czynnik ryzyka cukrzycy (tab. 2.3). b

2.8 Badania w kierunku stanu przedcukrzycowego i/lub cukrzycy typu 2 należy rozważyć u kobiet z nadwagą lub otyłością planujących ciążę i/lub u których występuje jeden lub więcej dodatkowych czynników ryzyka cukrzycy (tab. 2.3). C

2.9 Dla wszystkich osób testy powinny rozpocząć się w wieku 45 lat. b

2.10 Jeśli testy są normalne, uzasadnione jest powtórne testowanie przeprowadzane w odstępach co najmniej 3-letnich, wcześniej z objawami. C

2.13 U dzieci i młodzieży z nadwagą (BMI ≥85. centyl) lub otyłością (BMI ≥95. centyl) należy rozważyć badania przesiewowe w kierunku stanu przedcukrzycowego i/lub cukrzycy typu 2 po rozpoczęciu okresu dojrzewania lub po 10. roku życia, w zależności od tego, co nastąpi wcześniej. ) i którzy mają dodatkowe czynniki ryzyka cukrzycy. (Patrz Tabela 2.4 dla klasyfikacji dowodów czynników ryzyka). b

Badania przesiewowe oparte na ryzyku w kierunku cukrzycy typu 2 lub stanu przedcukrzycowego u bezobjawowych dzieci i młodzieży w warunkach klinicznych

Zaleca się stosowanie narzędzia oceny, takiego jak test ryzyka ADA (diabetes.org/socrisktest), aby wskazać świadczeniodawcom, czy właściwe jest wykonanie testu diagnostycznego w kierunku stanu przedcukrzycowego lub wcześniej niezdiagnozowanej cukrzycy typu 2.

Znaczne rozbieżności między zmierzonymi wartościami HbA1c i stężeniami glukozy w osoczu powinny skłaniać do rozważenia, że ​​oznaczenie HbA1c może nie być wiarygodne dla danej osoby, i należy rozważyć użycie oznaczenia HbA1c bez zakłóceń lub kryteriów glikemii w osoczu krwi do diagnozy. (Aktualna lista testów HbA1C z zakłóceniami jest dostępna na stronie ngsp.org/interf.asp.) O ile nie ma jasnej diagnozy klinicznej opartej na wyraźnych objawach hiperglikemii, diagnoza wymaga dwóch nieprawidłowych wyników testu z tej samej próbki lub dwóch oddzielnych testów próbki. W przypadku korzystania z dwóch oddzielnych próbek testowych zaleca się, aby drugi test, który może być powtórzeniem testu początkowego lub innym testem, został przeprowadzony bez opóźnień. Jeśli pacjent ma wynik badania w pobliżu granic progu diagnostycznego, lekarz powinien uważnie obserwować pacjenta i powtórzyć badanie po 3–6 miesiącach.

Wiadomo, że niektóre leki, takie jak glikokortykosteroidy, diuretyki tiazydowe, niektóre leki na HIV i atypowe leki przeciwpsychotyczne, zwiększają ryzyko cukrzycy i należy je rozważyć przy podejmowaniu decyzji o przeprowadzeniu badań przesiewowych.


14.4: Rozważania kliniczne – Biologia

Kluczowe daty
Data wydania: 9 czerwca 2015

Wydane przez
Narodowe Instytuty Zdrowia (PZH)

National Institutes of Health (NIH) angażuje się w poprawę wyników zdrowotnych mężczyzn i kobiet poprzez wspieranie rygorystycznej nauki, która poszerza podstawową wiedzę o naturze i zachowaniu żywych systemów. Płeć i płeć odgrywają rolę w różnicowaniu procesów zdrowotnych i chorobowych u poszczególnych osób1, a uwzględnienie tych czynników w badaniach naukowych wpływa na rozwój i testowanie interwencji profilaktycznych i terapeutycznych u obu płci. Niniejsze ogłoszenie skupia się na oczekiwaniu NIH, że naukowcy wyjaśnią możliwą rolę płci jako zmiennej biologicznej w badaniach na kręgowcach i ludziach. Wyjaśnienie tych oczekiwań znajduje odzwierciedlenie w planach Biura Badań Zaocznych (OER) NIH w celu aktualizacji instrukcji składania wniosków i pytań kontrolnych po zatwierdzeniu przez Biuro Zarządzania i Budżetu (OMB), te aktualizacje wejdą w życie dla wniosków złożonych do 25 stycznia, 2016, termin i później. Proszę odnieść się do NOT-OD-15-103 w celu dalszego rozważenia oczekiwań NIH dotyczących poprawy odtwarzalności poprzez rygor i przejrzystość.

Tło

Kobiety stanowią obecnie mniej więcej połowę wszystkich uczestników badań klinicznych wspieranych przez NIH, które podlegają Polityce NIH dotyczącej włączania kobiet do badań klinicznych.2 Jednak najczęściej podstawowe i przedkliniczne badania biomedyczne koncentrują się na zwierzętach płci męskiej i komórki.3 Nadmierne poleganie na samcach zwierząt i komórkach może zaciemniać zrozumienie kluczowych wpływów płci na procesy zdrowotne i wyniki.

Uwzględnianie płci jako zmiennej biologicznej zaczyna się od opracowania pytań badawczych i projektu badania. Obejmuje również gromadzenie danych i analizę wyników, a także raportowanie wyników. Uwzględnienie płci może mieć kluczowe znaczenie dla interpretacji, walidacji i uogólniania wyników badań. Odpowiednie uwzględnienie obu płci w eksperymentach i dezagregacja danych według płci pozwala na porównania w oparciu o płeć i może pomóc w interwencjach klinicznych. Odpowiednia analiza i przejrzyste raportowanie danych według płci może zatem zwiększyć rygoryzm i możliwość zastosowania przedklinicznych badań biomedycznych.4


Abstrakcyjny

Tło i cele

Wysoka częstość występowania cukrzycy sprawia, że ​​jest to ważna choroba współistniejąca u pacjentów z COVID-19. Staraliśmy się przejrzeć i przeanalizować dane dotyczące związku między cukrzycą a COVID-19, patofizjologii choroby w cukrzycy oraz leczenia pacjentów z cukrzycą, u których rozwinęło się zakażenie COVID-19.

Metody

Bazę danych PubMed i Google Scholar przeszukiwano za pomocą kluczowych terminów „COVID-19”, „SARS-CoV-2”, „cukrzyca”, „terapia przeciwcukrzycowa” do 2 kwietnia 2020 r. Udostępniono pełne teksty wyszukanych artykułów.

Wyniki

Istnieją dowody na zwiększoną częstość występowania i nasilenie COVID-19 u pacjentów z cukrzycą. COVID-19 może mieć wpływ na patofizjologię cukrzycy. Kontrola stężenia glukozy we krwi jest ważna nie tylko dla pacjentów zakażonych COVID-19, ale także dla osób bez choroby. Innowacje, takie jak telemedycyna, są przydatne w leczeniu pacjentów z cukrzycą w dzisiejszych czasach.


Podziękowanie

Badanie to było wspierane przez program doktorancki Irlandzkiej Rady ds. Badań Zdrowia (HRB) w zakresie badań nad usługami zdrowotnymi, prowadzony wspólnie przez Królewskie Kolegium Chirurgów w Irlandii (RCSI), Trinity College Dublin (TCD) i University College Cork (UCC). Autorzy pragną podziękować dr Siobhánowi Jennings, dyrektorowi ds. usług zdrowotnych, oraz dr Brendanowi McAdamowi ze szpitala Beaumont za ich wskazówki i wkład w konkretny projekt badawczy, który uwypuklił te wyzwania etyczne.


Telomery i choroby związane z wiekiem: jak biologia telomerów wpływa na paradygmaty kliniczne

Department of Oncology, Sidney Kimmel Comprehensive Cancer Center oraz McKusick-Nathans Institute of Genetic Medicine, Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore, Maryland, USA.

Adres do korespondencji: Mary Armanios, Department of Oncology, Johns Hopkins University School of Medicine, 1650 Orleans St., Cancer Research Building I Room 186, Baltimore, Maryland 21287, USA. Telefon: 410.502.3817 Faks: 410.955.0125 E-mail: [email protected]

Znajdź artykuły autorstwa Armanios, M. w: JCI | PubMed | Google Scholar

Długość telomerów skraca się wraz z wiekiem i przewiduje początek starzenia replikacyjnego. Ostatnio krótkie telomery powiązano z etiologią chorób zwyrodnieniowych, takich jak idiopatyczne zwłóknienie płuc, niewydolność szpiku kostnego i kryptogenna marskość wątroby. Zaburzenia te mają rozpoznawalne objawy kliniczne, a defekt telomerów wyjaśnia ich genetykę i informuje o podejściu do ich leczenia. W tym miejscu opiszę, w jaki sposób biologia telomerów została ściśle powiązana z paradygmatami klinicznymi zarówno w zakresie zrozumienia patofizjologii, jak i indywidualizacji decyzji terapeutycznych. Krytycznie analizuję również niuanse interpretacji pomiaru długości telomerów w badaniach klinicznych.

Zrozumienie podstawowych mechanizmów biologicznych może przyczynić się do rozwoju paradygmatów klinicznych. Pojawiający się wpływ telomerazy i biologii telomerów w medycynie stanowi wyraźny przykład tej obietnicy. Badania w tej dziedzinie zostały początkowo wywołane fundamentalnymi pytaniami o to, jak genomy są chronione na końcach chromosomów i skupiły się na pytaniach opartych na ciekawości w kukurydzy, drożdżach i pierwotniakach (1). Te wysoce konserwatywne mechanizmy molekularne przyniosły obecnie nieprzewidziane korzyści w zrozumieniu choroby idiopatycznej i otworzyły nowy obszar badań translacyjnych. Tutaj dokonuję przeglądu trajektorii ewoluującej roli biologii telomerów w paradygmatach klinicznych i podkreślam, w jaki sposób stała się ona kluczowa dla zrozumienia patofizjologii zaburzeń zależnych od wieku, a także dla kształtowania nowych podejść do ich leczenia.

Telomery definiują końce chromosomów liniowych. Składają się z powtarzających się sekwencji DNA, które są połączone wyspecjalizowanymi białkami. Ludzka telomeryczna sekwencja DNA jest powtórzeniem tandemowym TTAGGG, które rozciąga się na kilka kilozasad (średnio 10 kilozasad we krwi pępowinowej) ( 2 – 4 ). Kompleks białek wiążący telomery, znany jako schronina, wraz z telomerowym DNA funkcjonuje jako dynamiczna jednostka, która chroni końce chromosomów przed rozpoznaniem ich jako uszkodzony DNA, zapobiegając w ten sposób ich degradacji i udziałowi w fuzji (5). Telomery są zatem niezbędne do utrzymania integralności genomu.

Telomeraza jest wyspecjalizowaną polimerazą, która syntetyzuje nowe powtórzenia telomeru (6, 7). Kompensuje skracanie, które normalnie występuje przy podziale komórki, ponieważ maszyneria replikacji nie kopiuje w pełni do końców. Telomeraza składa się z dwóch podstawowych komponentów, odwrotnej transkryptazy telomerazy (TERT) i RNA telomerazy (TR), z których ten ostatni zapewnia matrycę do dodawania powtórzeń telomerowych (8-10). W ludzkich komórkach telomeraza jest głównym mechanizmem, dzięki któremu telomeryczny DNA jest syntetyzowany de novo. Jak zostanie omówione, mutacje w TERT oraz TR geny są uważane za najczęstszą przyczynę dziedzicznej choroby zależnej od telomerów (11). Nawet przy łagodnych zaburzeniach aktywności telomerazy, homeostaza długości telomerów jest zaburzona i objawia się tym, co zostało uznane za zespół dyskretnych zespołów, który rekapituluje procesy chorobowe zależne od wieku (12, 13). Jako takie, te mutacje i ich konsekwencje kliniczne są głównym celem niniejszego Przeglądu.

Telomery od dawna są powiązane z procesami starzenia się komórek. Od lat 90. wiadomo było, że długość telomerów przewiduje początek starzenia replikacyjnego (14, 15), trwałego zatrzymania cyklu komórkowego, który komórki pierwotne osiągają po przejściu skończonej liczby podziałów komórkowych (16). Fakt, że telomery skracają się również in vivo u ludzi wraz z wiekiem, stanowi kolejny przekonujący argument za teorią, że telomery odgrywają rolę w procesach związanych z wiekiem. Przeanalizowane tutaj dowody wskazują, że skrócenie telomerów wystarcza do wywołania patologii związanej z wiekiem. Kilka czynników sprawia, że ​​skracanie telomerów jest stanem domyślnym w komórkach somatycznych. Chociaż telomeraza kompensuje problem końcowej replikacji, jej poziomy są ściśle regulowane i tylko kilka telomerów ulega wydłużeniu w każdym cyklu komórkowym (17). Dlatego nawet komórki, które mogą być stosunkowo wzbogacone w aktywność telomerazy, takie jak hematopoetyczne komórki macierzyste, z wiekiem ulegają skróceniu telomerów (4). Narastające wydłużenie telomerów przez telomerazę można również zaobserwować z pokolenia na pokolenie (18). Zarówno w przypadku ludzi, jak i myszy, długość telomerów rodziców określa długość telomerów ich potomstwa (19-21). Obserwacje te dalej ustaliły długość telomerów jako unikalny genotyp (czasami określany jako „telotyp”) i źródło zmienności genetycznej w populacjach ludzkich (22).

Kiedy telomery stają się krytycznie krótkie, stają się dysfunkcyjne i aktywują odpowiedź na uszkodzenie DNA, która przypomina pęknięcia dwuniciowe (23). Powstała kaskada sygnalizacyjna wywołuje apoptozę i/lub trwałe zatrzymanie cyklu komórkowego, które do niedawna uważano za podstawową funkcjonalną konsekwencję starzenia. Czynniki zależne od typu komórki określają, czy w odpowiedzi na dysfunkcyjne telomery dominuje apoptoza, starzenie się lub połączony fenotyp.

Ostatnio pojawiła się bardziej złożona wiedza na temat fenotypu starzenia, która sugeruje bliższy związek z mechanizmami choroby, niż wcześniej sądzono. Na przykład, chociaż komórki starzejące się pozostają w spoczynku w cyklu komórkowym, z powodów, które nie są do końca jasne, ich profil ekspresji genów jest zmieniony (26). Jedną z konsekwencji tej zmienionej ekspresji genów jest to, że starzejące się komórki wydzielają przewidywalny profil cytokin, chemokin i proteaz do pożywki hodowlanej, fenotyp znany jako fenotyp sekrecyjny związany ze starzeniem (SASP) (27, 28). Postawiono hipotezę, że in vivo SASP odgrywa rolę w usuwaniu uszkodzonych komórek (29). Dysfunkcja telomerów jest ponadto związana ze stanem obniżonej aktywności metabolicznej komórek (25, 30). U myszy z krótkimi telomerami wadliwy metabolizm komórkowy w warunkach starzenia objawia się dysfunkcją mitochondriów i nieprawidłową sygnalizacją Ca 2+, które powodują zaburzenia wydzielania insuliny przez komórki β trzustki [25]. Defekty te zaburzają homeostazę glukozy in vivo. Fakt, że starzenie się komórek wiąże się z wadliwą sygnalizacją i metabolizmem, dostarcza nowych kontekstów do zrozumienia mechanizmów choroby zwyrodnieniowej wraz z wiekiem, szczególnie dlatego, że te defekty mogą wystąpić przy braku jawnej histopatologii (25).

Najbardziej przekonującym dowodem na to, że telomery przyczyniają się do starzenia, jest fakt, że zmutowane geny telomerazy i telomeru powodują skracanie telomerów, co objawia się fenotypami związanymi z wiekiem (patrz Objawy zespołu telomerów, które pokrywają się z ludzkimi fenotypami związanymi z wiekiem). Ponieważ skracanie telomerów jest powszechnie nabywane wraz z wiekiem, zaburzenia te mają szczególne znaczenie dla zrozumienia mechanizmów chorób związanych z wiekiem. Zaburzenia, w których pośredniczą telomery, wykazują dwie cechy choroby związanej z wiekiem: zwyrodnieniową niewydolność narządową i stan podatny na raka (31). Choroba związana z wiekiem jest dodatkowo naznaczona miażdżycą, jednak nie odnotowano przedwczesnej choroby naczyń i, z naszego doświadczenia, nie wydaje się, aby była przyspieszona u osób z zaburzeniami telomerów.

Osiem genów powiązano z monogenicznymi zaburzeniami telomerów (przegląd w odn. 22). Najbardziej rozpowszechnione są mutacje heterozygotyczne w TERT oraz TR, które powodują chorobę autosomalną dominującą. Dominujący sposób dziedziczenia występuje w wyniku wrażliwości utrzymywania telomerów na poziomy telomerazy, nawet gdy zaburzony jest tylko jeden allel (12, 18, 32 – 35). Mutacje w TERT oraz TR zwykle powodują znaczną zachorowalność po osiągnięciu wieku rozrodczego, a większa liczba potomstwa jest dotknięta dominującym sposobem dziedziczenia. Szacuje się zatem, że są najczęstszą przyczyną dziedzicznych zaburzeń telomerów, obejmującą co najmniej 90% przypadków (11). Mutacje w genach kodujących składnik pomocniczy telomerazy sprzężonej z chromosomem X, DKC1, który jest niezbędny dla stabilności ludzkiego TR, oraz autosomalnego genu schronyny, TINF2, wyjaśniają znaczący podzbiór przypadków dziecięcego zespołu telomerów, szczególnie w sytuacji dyskeratozy wrodzonej, która była pierwszym zaburzeniem genetycznym powiązanym z biologią telomerów (36 - 38). Mutacje bialleliczne w konserwatywnym genie składnika 1 telomeru, CTC1, który odgrywa domniemaną rolę w syntezie nici opóźnionych w telomerach, został ostatnio zamieszany w rzadkie przypadki autosomalne recesywne, które również mają głównie objawy pediatryczne (39-41). Istnieje podzbiór przypadków z odziedziczonymi fenotypami telomerów, dla których zmutowane geny są nieznane, ich identyfikacja jest przedmiotem prowadzonych badań.

Choroba, w której pośredniczą telomery, ma różne objawy, które obejmują spektrum wiekowe. Ich rodzaj, wiek zachorowania i nasilenie zależą od rozległości wady długości telomerów. W okresie niemowlęcym ciężkie skrócenie telomerów objawia się opóźnieniem rozwoju, hipoplazją móżdżku i niedoborem odporności, cechami rozpoznawanymi w rzadkim zespole Hoyeraala-Hreidarssona [42]. U dzieci i młodych dorosłych choroba pośredniczona przez telomery powoduje niewydolność szpiku kostnego i niekiedy może być rozpoznana w zespole dyskeratozy śluzówkowo-skórnej congenita, który jest definiowany przez triadę cech śluzówkowo-skórnych — przebarwienia skóry, dystroficzne paznokcie i leukoplakię jamy ustnej (33, 43). , 44 ). Choroba pośredniczona przez telomery objawia się u dorosłych jako izolowane lub syndromiczne skupienie idiopatycznego zwłóknienia płuc (IPF), marskość wątroby i niewydolność szpiku kostnego (31). Mutant TERT oraz TR geny odpowiadają za 8-15% rodzinnych i 1%-3% sporadycznych przypadków zwłóknienia płuc (45-47). Ponieważ IPF dotyka co najmniej 100 000 osób w Stanach Zjednoczonych, jest uważany za najczęstszą manifestację zaburzeń telomerów (11). Osoba, która jest nosicielem mutacji telomerazy, będzie zatem najczęściej rozpoznawana klinicznie jako osoba dorosła z rodzinnym zwłóknieniem płuc. Choroba telomerów o początku w wieku dorosłym rzadko może również objawiać się sporadycznym lub rodzinnym zespołem mielodysplastycznym lub ostrą białaczką szpikową (48-50). Współwystępowanie IPF i niewydolności szpiku kostnego w jednej rodzinie jest wysoce predykcyjne dla obecności defektu telomerazy w linii zarodkowej [51].

Chociaż objawy choroby zależnej od telomerów występują w wielu narządach i mogą wydawać się klinicznie różne, sugeruje się, że ich wspólny defekt dotyczący krótkiej długości telomerów łączy je w jedno kontinuum zespołu (12, 22, 31, 45, 46, 51). Ta klasyfikacja molekularna jest istotna, ponieważ defekt telomerów jest obecny w linii zarodkowej tych pacjentów, a zatem, nawet jeśli dominuje pojedynczy objaw, mogą wystąpić powikłania, które są istotne dla radzenia sobie z objawami i zapobiegania powikłaniom w innych narządach. Przegrupowanie tego, co historycznie uważano za niezwiązane zaburzenia, zapewnia nowe wglądy kliniczne, ponieważ te stany w znacznym stopniu się pokrywają. Rozważenie zespołów telomerowych jako pojedynczego spektrum stanowi przykład, w jaki sposób molekularna klasyfikacja choroby może pomóc wyjaśnić wcześniej tajemnicze powikłania leczenia i udoskonalić podejścia kliniczne.

Objawy kliniczne skracania się telomerów można podzielić na dwie szerokie kategorie: te dotyczące tkanek o wysokim obrocie i te dotyczące tkanek o niskim obrocie. To rozróżnienie jest ważne dla zrozumienia wzorców chorobowych, ponieważ fenotypy o wysokim obrocie zwykle pojawiają się jako pierwsze w populacjach pediatrycznych i reprezentują cięższą chorobę (ref. 51 i Ryc. 1). Na przykład, zespoły telomerowe w okresie niemowlęcym objawiają się ciężkim niedoborem odporności, który dotyka limfocyty B, limfocyty T i NK, zbiegając się z nadzwyczajnymi wymaganiami replikacyjnymi na adaptacyjny układ odpornościowy w tym okresie rozwoju (42, 52, 53).Fenotypy szpiku kostnego pojawiają się później u dzieci i młodych dorosłych jako izolowane cytopenie lub niedokrwistość aplastyczna (43, 45, 51, 54). Defekty hematopoetyczne były badane na modelach zwierzęcych i reprezentują stan niewydolności komórek macierzystych, w którym krótka długość telomerów ogranicza zarówno liczbę, jak i funkcję komórek macierzystych (33, 51, 55-57). Fenotyp niewydolności szpiku kostnego, w którym pośredniczy telomer, jest autonomiczny wobec komórek macierzystych, ponieważ allogeniczny przeszczep komórek macierzystych może odwrócić ten stan. W podgrupie pacjentów, u których rozwija się enteropatia charakteryzująca się stępieniem kosmków, przypominająca celiakię, atakuje również nabłonek przewodu pokarmowego, inny przedział o wysokim obrocie. Uważa się, że te fenotypy jelitowe są podobnie spowodowane niewydolnością komórek macierzystych, która objawia się atrofią kosmków u myszy z krótkimi telomerami (18, 58).

Objawy kliniczne zaburzeń telomerów i ich początek w zależności od tempa obrotu tkankowego. Przedstawiono reprezentatywne obrazy histopatologii diagnostycznej i badań radiologicznych u pacjentów z chorobą pośredniczoną przez telomery (AD) i inkorporację 5-etynylo-2′-dezoksyurydyny (EdU) wykryto w odpowiednich tkankach myszy (mih). Szacunkowy wskaźnik rotacji ponad 90% komórek jest wskazany dla każdej pary obrazów. (A) Zdjęcie z biopsji szpiku kostnego przedstawiające bezkomórkowy szpik zastąpiony tkanką tłuszczową z jedynie pozostałościami hematopoezy, pobrane od osoby z niedokrwistością aplastyczną. Obraz odtworzony za zgodą Coroczne przeglądy genomiki i genetyki człowieka ( 31 ). (b) Histopatologia biopsji dwunastnicy od pacjenta z enteropatią pośredniczoną przez telomery wykazuje głęboką atrofię kosmków. Obraz odtworzony za zgodą Starzejąca się komórka ( 53 ). (C) Obraz TK jamy brzusznej od pacjenta z marskością wątroby, na co wskazuje guzowata powierzchnia wątroby, przerost płata ogoniastego i splenomegalia. (D) Okna płuc w tomografii komputerowej klatki piersiowej od nosiciela mutacji telomerazy wykazują klasyczne zmiany w budowie plastra miodu, patognomoniczne dla IPF. (mi) Wykres cytometrii przepływowej wbudowywania EdU do szpiku kostnego po krótkim (2-godzinnym) impulsie, pokazujący, że prawie jedna trzecia komórek uległa podziałowi. (F) Immunohistochemia skrawków jelitowych po impulsie EdU (5 dni) pokazuje, że prawie wszystkie komórki nabłonka jelitowego są znakowane dodatnio (brązowo). (g) Barwienie brązowe pokazuje hepatocyty znakowane EdU po znakowaniu EdU (14 dni). (h) Obraz końcowego oskrzelika pokazuje EdU-dodatnie komórki nabłonka płuc (czerwone) zidentyfikowane przez antygen komórkowy Clara (zielony) po 14 dniach znakowania.

Częściej choroba, w której pośredniczą telomery, objawia się w tkankach o powolnym obrocie, takich jak płuca i wątroba (ryc. 1). Te fenotypy często pojawiają się jako choroba de novo o początku w wieku dorosłym, w przeciwieństwie do pediatrycznych postaci wrodzonej dyskeratozy i powiązanych zaburzeń. IPF występuje w średnim wieku pomiędzy 50 a 60 lat (zakres 31-87) (35, 45, 47, 51, 59, 60), a kryptogenne zwłóknienie wątroby związane z telomerami, na podstawie zgłoszonych przypadków, występuje u średnio 37 lat (zakres 20–57) (12, 59, 61). Mechanizmy tych zaburzeń o początku w wieku dorosłym można również rozróżnić na modelach zwierzęcych. W przeciwieństwie do fenotypów o wysokim obrocie, które są łatwo widoczne u myszy z nokautem telomerazy, dysfunkcja telomerów w narządach o powolnym obrocie służy jako pierwszy z wielu nabytych „uderzeń”, które ostatecznie przyczyniają się do niewydolności narządu (ryc. 2). Na przykład myszy z krótkimi telomerami nie rozwijają fenotypów płuc de novo, ale nabywają je dopiero po przewlekłym urazie, takim jak dym papierosowy (62). Podobnie uszkodzenie wątroby jest wykrywane tylko wtedy, gdy myszy z krótkimi telomerami są prowokowane czterochlorkiem węgla (63). W trzustce wewnątrzwydzielniczej dysfunkcja telomerów współdziała z genetycznie wywołanym stresem retikulum endoplazmatycznego, powodując apoptozę komórek β i objawiającą się pogorszeniem ciężkości cukrzycy [25]. Dlatego w tkankach, w których obrót komórek dorosłych jest minimalny, dysfunkcja telomerów zaburza homeostazę narządów z powodu kumulacji w komórkach długo żyjących i ostatecznie prowadzi do tego, co wydaje się nieodwracalną chorobą o początku w wieku dorosłym (ryc. 2). Rodzaje komórek odpowiedzialnych za zaburzenia zwłóknieniowe wywołane telomerami nie są znane, ale postawiono hipotezę, że te zaburzenia, podobnie jak wady szpiku kostnego i jelit zależne od telomerów, reprezentują stany niewydolności komórek macierzystych (45). Te ramy mają ważne implikacje dla strategii leczenia, jak omówiono poniżej.

Model do zrozumienia mechanizmów choroby, w której pośredniczą telomery, w tkankach o wysokim i niskim obrocie. W tkankach o wysokim obrocie (po lewej) replikacja komórek jest głównym wyznacznikiem wystąpienia choroby. W przeciwieństwie do tego, w tkankach o niskim obrocie (po prawej) inne genetyczne i nabyte trafienia przyczyniają się do wystąpienia choroby. W obu przypadkach dysfunkcja telomerów indukuje apoptozę i/lub starzenie się. Fenotyp starzenia może być związany ze zmianami ekspresji genów, dysfunkcją mitochondriów, nieprawidłową sygnalizacją Ca2+ i SASP.

Długość telomerów jest głównym wyznacznikiem początku choroby i dominującym objawem w zaburzeniach telomerów. Ta obserwacja jest poparta faktem, że w rodzinach posiadających zmutowane geny telomerazy i wykazujące dziedziczenie autosomalne dominujące, choroba pogarsza się i pojawia się wcześniej z każdym kolejnym pokoleniem, w miarę skracania się długości telomerów (12, 64). Przewidywanie genetyczne spowodowane skróceniem telomerów zostało po raz pierwszy rozpoznane u myszy pozbawionych telomerazy, u których wraz z kolejnym rozmnażaniem rozwijają się pogarszające się fenotypy (18, 58, 65). W bardzo późnych pokoleniach myszy umierają w wieku przedreprodukcyjnym, co ostatecznie ogranicza linię genetyczną (19). Nasilenie przewidywania genetycznego w ludzkich rodzinach koreluje częściowo ze stopniem utraty funkcji telomerazy — rodziny z funkcjonalnie zerowymi allelami telomerazy wykazują bardziej widoczne zmiany w początku w kolejnych pokoleniach, w przeciwieństwie do rodzin, które noszą mutacje hipomorficzne. . Fenotypy telomerów ewoluują również w autosomalnych dominujących zespołach telomerowych. W starszych pokoleniach dominuje choroba o powolnym obrocie, a IPF jest głównym pierwszym powikłaniem. W późniejszych pokoleniach jako pierwszy zwraca się uwagę na fenotyp niewydolności szpiku kostnego (51). Dlatego pojedyncza mutacja genu telomerazy może mieć niejednorodne objawy w obrębie danej rodziny (51). Ten ewoluujący wzór jest unikalny dla tych zaburzeń Mendla i odróżnia zespoły telomerowe od innych stanów, które wykazują przewidywanie genetyczne, takich jak zespoły ekspansji powtórzeń trinukleotydowych (66). Klinicznie ten wzorzec dziedziczenia stanowi szczególne wyzwanie w dyskusjach na temat poradnictwa genetycznego z osobami z grup ryzyka, ponieważ rodzaj i początek choroby mogą być niejednorodne i trudne do przewidzenia.

Niewydolność narządowa zależna od telomerów ma zazwyczaj przewlekły przebieg, zwłaszcza u dorosłych, którzy mogą mieć chorobę subkliniczną przez wiele lat, zanim pojawią się objawy [67]. W niektórych przypadkach, na przykład w przypadku obraźliwej zniewagi, takiej jak infekcja lub narażenie na działanie toksyczne leków, ostre spadki mogą się utrzymywać. W przeszłości ten postępujący przebieg doprowadził do postrzegania zaburzeń telomerowych (takich jak niedokrwistość aplastyczna i IPF) jako procesów autoimmunologicznych i ich empirycznego leczenia za pomocą immunosupresji (33). Dzięki wyraźnym powiązaniom przyczynowym z defektami telomerów oraz rosnącemu docenianiu pełnego spektrum fenotypów telomerów, możliwe jest obecnie identyfikowanie chorych pacjentów, a tym samym udoskonalanie podejścia do leczenia. Wiadomo, że pacjenci z zespołami związanymi z telomerami mają większą częstość występowania działań niepożądanych podczas terapii cytotoksycznych (44), co sprawia, że ​​względy diagnostyczne są szczególnie ważne. Obecne leczenie niewydolności narządowej zależnej od telomerów jest przede wszystkim wspomagające, a jej całkowite odwrócenie jest możliwe tylko po przeszczepieniu narządu. Poniżej przedstawiam kilka przykładów, w których biologia telomerów wpłynęła na paradygmaty kliniczne.

Pacjenci z zespołami telomerowymi mogą mieć subtelne kosmetyczne cechy starzenia (np. przedwczesne siwienie włosów), ale cechy dysmorfii nie są wrażliwe i, z naszego doświadczenia, nie są wystarczająco silne, aby postawić diagnozę, nawet po treningu. W kontekście przeszczepu szpiku kostnego takie decyzje diagnostyczne są szczególnie konieczne, ponieważ pacjenci z zespołem telomerów mieli w przeszłości złe wyniki po konwencjonalnym przeszczepie szpiku kostnego (przegląd w piśmiennictwie 44). Zachorowalność i śmiertelność występują głównie z powodu toksyczności płucnej i wątroby związanej z chemioterapią stosowaną w standardowych schematach kondycjonujących przeszczepów. Dzięki docenieniu szerokiego spektrum klinicznego związanego z telomerami oraz dostępności sekwencjonowania DNA i pomiaru długości telomerów, ulepszona selekcja umożliwiła testowanie schematów o zmniejszonej intensywności w dedykowanych badaniach dla pacjentów z zaburzeniami telomerowymi. Podejście to wykazało obiecujące krótkoterminowe wyniki (68).

Leczenie IPF to kolejny rozwijający się obszar, w którym biologia telomerów kwestionuje obecne podejście do leczenia. IPF jest postępującym zaburzeniem ze średnim czasem przeżycia 3 lat od rozpoznania [69]. Obecnie nie są dostępne żadne zatwierdzone metody leczenia IPF, a przeszczep płuc jest dostępny tylko dla niewielkiej podgrupy pacjentów, u których rozwija się schyłkowa choroba płuc (mniej niż 5%) (70, 71). Chociaż mutacje telomerazy są najczęściej identyfikowaną genetyczną przyczyną rodzinnego zwłóknienia płuc, krótka długość telomerów w patologicznych zakresach jest powszechną cechą nawet u pacjentów z IPF bez mutacji (11). Defekt długości telomerów prawdopodobnie występuje w linii zarodkowej, ponieważ jest jednocześnie obserwowany w wielu podzbiorach leukocytów, a także w komórkach nabłonka płuc (46). Ta obserwacja doprowadziła do wniosku, że krótka długość telomerów może być czynnikiem ryzyka tej choroby (46). Na poparcie tezy, że długość telomerów może odgrywać rolę w prowadzeniu pozornie sporadycznego IPF, jest obserwacja, że ​​u podgrupy pacjentów z IPF rozwija się jednocześnie kryptogenna marskość wątroby, inny fenotyp pośredniczony przez telomery (46). W ciągu ostatnich dwóch dekad pomysł, że IPF może być chorobą o podłożu immunologicznym, doprowadził do stosowania terapii immunosupresyjnej poza i w ramach badań klinicznych (ref. 72 i zawarte tam odnośniki). Niedawne badanie III fazy, w którym randomizowano pacjentów z IPF do schematu immunosupresyjnego samej N-acetylocysteiny, kombinacji N-acetylocysteiny, prednizonu i azatiopryny lub do samego placebo, zostało wcześnie przerwane, ponieważ śmiertelność w grupie otrzymującej leczenie skojarzone był 8-krotnie wyższy niż w grupie placebo (73). Większość zgonów została zgłoszona jako zgon z powodu układu oddechowego, ale pozostaje niejasne, czy były one pośrednio związane z toksycznością ogólnoustrojową. Chociaż rola defektów telomerów w sporadycznych postaciach IPF nie jest jeszcze w pełni poznana, brak skuteczności w połączeniu ze zwiększoną toksycznością obserwowaną w ostatnich badaniach immunosupresyjnych sugeruje, że przyszłe podejścia kliniczne do leczenia IPF powinny uwzględniać fakt, że pacjenci z tą postacią IPF idiopatyczne śródmiąższowe zapalenie płuc może być niezwykle wrażliwe na leki cytotoksyczne. Pacjenci z IPF również źle radzą sobie z leczeniem raka, co nie jest często odnotowywane u pacjentów z innymi chorobami płuc (74). Sugeruje się, że pozornie nieodwracalny wzór bliznowacenia IPF może reprezentować stan niewydolności komórek macierzystych, którego nie można odwrócić za pomocą immunosupresji, podobnej do niedokrwistości aplastycznej, w której pośredniczy telomer (45). Ostatecznie, fundamentalne badania w dziedzinie biologii płuc prowadzone na podstawie wskazówek genetycznych telomeru mogą otworzyć drogę do nowych paradygmatów leczenia zależnej od wieku zwłóknieniowej choroby płuc.

Jednym z ważnych przełomów, jaki wyłonił się z badań nad zaburzeniami monogenowymi u ludzi, jest wyznaczenie klinicznie istotnych progów skracania telomerów. Dzięki zastosowaniu metody długości telomerów w cytometrii przepływowej i hybrydyzacji fluorescencyjnej in situ (75), długość telomerów limfocytów u pacjentów z zespołem telomerów może być stratyfikowana w porównaniu z grupą kontrolną w populacji w tym samym wieku. Wczesne badania, które analizowały to narzędzie w monogenicznych zaburzeniach telomerowych, sugerują, że próg poniżej dziesiątego percentyla jest wrażliwy, a poniżej pierwszego percentyla jest dość specyficzny, aby odróżnić osoby, które są nosicielami zmutowanych genów telomerów od ich krewnych, którzy nie są nosicielami (45, 46). , 76 ). Zakresy te pozwoliły na zastosowanie tej zwalidowanej metody do testowania długości telomerów w diagnostyce podejrzenia zaburzeń telomerów.

Fakt, że pewne dostosowane do wieku progi długości telomerów mają wartość predykcyjną w warunkach klinicznych, jest istotny, ponieważ krótka długość telomerów leukocytów jest powiązana z licznymi stanami chorobowymi i czynnikami środowiskowymi, w tym przewlekłymi stanami zapalnymi, takimi jak rak (przegląd w piśmiennictwie 77). choroba sercowo-naczyniowa (przejrzana w odnośnikach 20) i stany nabyte, takie jak stres emocjonalny, zły status społeczno-ekonomiczny i poziom wykształcenia (przegląd w odnośnikach 78, 79). Chociaż niektóre z tych zmiennych konsekwentnie wykazywały statystycznie istotne skrócenie telomerów we wszystkich badaniach, biologicznych konsekwencji tego względnego skrócenia nie można zrównać z poważnymi defektami długości telomerów obserwowanymi w jednogenowych zaburzeniach telomerów (ryc. 3). Chociaż różnice mogą być istotne statystycznie, bezwzględna zmiana długości telomerów w niektórych przypadkach może być niewielka i dlatego może odzwierciedlać nabyte stany stresu replikacyjnego, a nie zmiany zwyrodnieniowe wywołane telomerami, takie jak w przypadku zespołów telomerów jednogenowych. To ważne zastrzeżenie należy uwzględnić w interpretacji badań epidemiologicznych dotyczących telomerów.

Zespoły telomerowe mają zdefiniowane patologiczne zakresy skracania się telomerów. Chociaż krótka długość telomerów (TL) wiąże się z licznymi stanami, w niektórych przypadkach skrócenie odzwierciedla nabyte replikacyjne stany stresu, a nie zmiany zwyrodnieniowe wywołane telomerami. (A) Domniemany zbiór danych pokazujący duży rozmiar efektu i krótką długość telomerów poza normalnym zakresem dostosowanym do wieku. (b) Niewielka i statystycznie istotna zmiana długości telomerów w hipotetycznym zbiorze danych z mniejszym prawdopodobieństwem odzwierciedla proces, w którym pośredniczą telomery.

Obserwacje kliniczne pacjentów z zespołami telomerowymi rzucają również światło na rolę telomerów w nowotworach, które do niedawna badano głównie w kulturach komórkowych i modelach zwierzęcych. Podobnie jak inne zaburzenia naprawy DNA, zaburzenia telomerowe są podatne na raka, jednak ogólna częstość występowania jest stosunkowo niska (80). Śmiertelność związana z nowotworem u pacjentów z zespołem telomerowym nie jest znana, ale szacuje się, że u 10% pacjentów z dyskeratozą wrodzoną rozpoznaje się raka (54, 80). Jednak szacunki te prawdopodobnie obejmują raka płaskonabłonkowego skóry, które są powszechne w tej grupie pacjentów i zwykle nie są śmiertelne (54). Nowotwory w dyskeratozie wrodzonej mają skłonność do tkanek o wysokim obrocie, przy czym najczęstsze są raki płaskonabłonkowe skóry i górnych dróg oddechowych, mielodysplazja i ostra białaczka szpikowa (80). W kohorcie dorosłych z IPF z TERT mutacje, 10% samodzielnie zgłosiło historię raka, chociaż odsetek ten nie był dostosowany do wieku lub innych ekspozycji (60). Te obserwacje kliniczne jasno pokazują, że chociaż pacjenci z zespołem telomerów są narażeni na znacznie zwiększone ryzyko zachorowania na raka, choroba zwyrodnieniowa odpowiada za większość zachorowalności i śmiertelności w co najmniej 90% przypadków.

Stosunkowo niska ogólna częstość występowania nowotworów u pacjentów z zaburzeniami telomerowymi podkreśla fakt, że w obecności nienaruszonej odpowiedzi na uszkodzenie DNA, krótka długość telomerów powoduje głównie utratę komórek u ludzi. Obserwacje te są zgodne z długo hipotetyczną rolą skracania telomerów jako potężnego mechanizmu supresji nowotworu (81). Badania na modelach zwierzęcych wykazały, że krótkie telomery hamują nowotworzenie poprzez pośredniczenie w apoptozie i starzeniu się zależnej od p53 (82). U myszy z krótkimi telomerami, które również nie mają p53, niestabilność genomowa napędza karcynogenezę (83 – 85). To, czy krótka długość telomerów w ludzkich nowotworach może przyczynić się do niestabilności genomu na niskim poziomie, pozostaje kwestią trwających badań. Przypuszcza się, że inne wyjaśnienia leżą u podstaw podatności na nowotwory zespołów telomerowych, takie jak upośledzenie nadzoru immunologicznego spowodowane towarzyszącym fenotypem niedoboru odporności (22). Zaproponowano również, że sam stan wyczerpania komórek macierzystych przyczynia się do onkogenezy, co wyjaśnia podatny na nowotwór charakter stanów niewydolności komórek macierzystych, takich jak niedokrwistość aplastyczna niezależna od telomerów. Badania kliniczne nad chorobami powodowanymi przez defekty telomerów dają wyjątkową okazję do udoskonalenia aktualnych poglądów na temat roli dysfunkcji telomerów w rozwoju i progresji raka u ludzi.

Hipotetyczne mechanizmy molekularne starzenia się we współczesnej biologii są obfite. Obejmowały one niewydolność komórek macierzystych, dysfunkcję mitochondriów, stres genotoksyczny i zmiany epigenetyczne. Ostatnie skumulowane dowody wskazują, że skrócenie telomerów jest wystarczające do wywołania wszystkich tych mechanizmów. Objawy choroby, w której pośredniczą telomery, zwłaszcza u dorosłych, mogą być subtelne i często nie do odróżnienia od powolnego, stopniowego pogarszania się funkcji, który jest cechą charakterystyczną starzenia. Przekonujące dowody kliniczne wskazują zatem, że samo skrócenie telomerów jest wystarczające, a może szerzej reprezentuje formy stresu genotoksycznego, które przyczyniają się do zmian związanych z wiekiem.

W ciągu ostatniej dekady biologia telomerów dostarczyła molekularnego uzasadnienia dla zjednoczenia grupy historycznie uważanych za niespokrewnione zaburzeń pod parasolem zespołów telomerowych. Bogate, zależne od kontekstu obrazy kliniczne tych jednogenowych zaburzeń i ich doceniane obecnie nakładanie się, podkreślają, w jaki sposób molekularne zrozumienie choroby może udoskonalić opiekę kliniczną przy łóżku pacjenta. To nowe zrozumienie podkreśla, że ​​interpretacja coraz bardziej dostępnych informacji genetycznych może wymagać kontekstualizacji klinicznej, zanim będzie można ją łatwo zastosować. Poza tymi rozważaniami koncepcyjnymi, biologia telomerów w ostatnim czasie przyniosła nowe narzędzia do diagnozowania, a także do zrozumienia mechanizmów chorobowych w obszarach, które od dawna wprawiają klinicystów w zakłopotanie. Takie nowatorskie paradygmaty są szczególnie potrzebne, jeśli chodzi o podejście do trudnych problemów, takich jak IPF. Nadchodzące lata niewątpliwie wskażą na nowe przykłady tego, jak biologia tych końcówek DNA może przyczynić się do rozwoju opieki klinicznej.

Jestem szczególnie wdzięczny Jonathanowi Alderowi za pomocne dyskusje i pomoc przy rysunkach, a także Carol Greider za krytyczne uwagi do rękopisu. Potwierdzam wsparcie finansowe z NIH (dotacje R21 HL104345 i RO1 CA160433), Maryland Stem Cell and Commonwealth Foundations oraz Flight Attendants Medical Research Institute.

Konflikt interesów: Autor oświadczył, że nie ma konfliktu interesów.

Informacje referencyjne: J Clin Invest. 2013123(3):996–1002. doi: 10,1172/JCI66370.


Gospodarz — interakcja z grzybami

Wydaje się, że kluczowe czynniki zaangażowane w infekcje grzybicze są wspólne dla daleko spokrewnionych grzybów patogennych dla różnych żywicieli [24, 33].

Drogi oddechowe to główne wejście dla grzybów, w tym Zygomycetes. Wdychane zarodniki w aerozolu są usuwane przez ruchy rzęskowych komórek nabłonka. Jeśli niektórym uda się pokonać tę barierę, makrofagi pęcherzykowe fagocytują i niszczą większość zarodników. Zdrowy przewód pokarmowy i skóra są dobrą barierą dla Zygomycetes. Nic dziwnego, że większość infekcji skórnych jest konsekwencją bezpośredniego zaszczepienia z powodu ciężkiego urazu. Infekcje żołądkowo-jelitowe występują najczęściej u noworodków, które nie wykształciły jeszcze odpowiednich mechanizmów immunologicznych.

Opis interakcji gospodarza z patogenem na poziomie molekularnym wskazuje na różnice w mechanizmach aspergilozy i mukormykozy, w tym odpowiedzi immunologicznej gospodarza i podatności na uszkodzenia strzępek wywołane przez makrofagi [34]. Ponadto cechy biologiczne czynnika wywołującego determinują umiejscowienie i postęp infekcji, prowadząc do bardziej zlokalizowanego zakażenia w entomoftoromykozie oraz postępującej i potencjalnie rozsianej infekcji w mukormykozie. Entomoftorale wyspecjalizowane w degradacji kutyny wywierają działanie enzymów keratynolitycznych, w wyniku czego entomoftoromykozy są zwykle powierzchownymi zakażeniami przewodu pokarmowego. W przeciwieństwie do Entomophthorales, infekujące człowieka Mucorales są zwykle termotolerancyjne, co sprawia, że ​​mogą atakować wewnętrzne części ciała i powodować przewlekłą infekcję.

Wzajemne oddziaływanie między patogenami i żywicielami różni się w zależności od czynników grzybowych i stanu gospodarza. Można jednak nakreślić pewne ogólne trendy. Większość mechanizmów jest znana z danych na zwierzętach, które należy traktować z ostrożnością, ponieważ reakcja zapalna jest inna u gryzoni i małp człekokształtnych. Rola układu odpornościowego w zapobieganiu i eliminowaniu infekcji grzybiczych polega na reakcji zapalnej. Zapalenie wywołane przez Zygomycota jest zwykle mniej widoczne niż w aspergilozie. Ascomycota są rozpoznawane zarówno przez receptory TRL2, jak i TRL4, podczas gdy Zygomycota są rozpoznawane wyłącznie przez receptory TLR2 [34]. Istnieje inna istotna różnica w porównaniu z aspergilozą dotycząca zajęcia limfocytów T. Dzieje się tak, ponieważ odporność wrodzona jest niezbędna w walce z infekcją Zygomycota, a zaangażowanie odporności nabytej nie jest tak wyraźne. Jednak komórki T i komórki NK specyficzne dla Mucorales można znaleźć zarówno u pacjentów, jak i u osób zdrowych. Wyniki te otwierają drogę do potencjalnych testów diagnostycznych i immunoterapii adopcyjnej [35].

Jedną z najbardziej charakterystycznych cech zygomykoz jest ich występowanie u chorych na cukrzycę. Niektóre aspekty wzajemnego oddziaływania między grzybami a pacjentami z cukrzycą zostały ujawnione na poziomie molekularnym. Podczas infekcji R. oryzae wiąże się z receptorami GRP78 [36, 37]. Na ekspresję genów kodujących receptor GRP78 wpływa kwasica oraz poziomy żelaza i glukozy, które obserwuje się u pacjentów z cukrzycą (wysoki poziom cukru we krwi i przyswajalnego żelaza). W takim scenariuszu R. oryzae stają się bardziej odporne na neutrofile, które są podatne na warunki niskiego pH. Jeden takson może wytwarzać strzępki i zarodniki o różnej wielkości. Uszkodzenia wywołane fagocytami są związane z masą docelową, większe strzępki są trudniejsze do fagocytozy. Schmidt i współpracownicy [38] wykazali, że zarówno niestymulowane, jak i stymulowane IL-2 ludzkie komórki NK uszkadzają Rhizopus oryzae strzępki, ale nie wpływają na spoczynkowe konidia. Doszli do wniosku, że w uszkodzeniu grzyba, przynajmniej częściowo, pośredniczy perforyna. R. oryzae strzępki zmniejszają wydzielanie cząsteczek immunoregulacyjnych przez komórki NK, takich jak IFN-γ i RANTES (regulowane przez aktywację, ekspresja i wydzielanie prawidłowych komórek T), co wskazuje na immunosupresyjne działanie grzyba.

Badanie aktywności ludzkich leukocytów wielojądrzastych (PMNL) przeciwko R. oryzae, R. microsporus, oraz L. corymbifera wykazali, że interferon (IFN)-gamma i czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytów-makrofagów (GM-CSF) nasilają uszkodzenie strzępek we wszystkich trzech sprzężniakach. Dodatkowo efekt ten był bardziej wyraźny w stosunku do L. corymbifera niż przeciwko obu Rhizopus gatunek [39].

Z danych pobranych z wielu infekcji można wyciągnąć wzorce specyficzne dla rodzaju. Obecnie wiadomo, że Cunninghammella jest bardziej agresywny niż Lichtheimia u chorych na cukrzycę [34]. Indukuje niski poziom TNFα i jest odporny na uszkodzenia strzępek przez makrofagi. W rzadkich przypadkach może zaatakować immunokompetentnego gospodarza [40], co sugeruje niektóre ze specyficznych właściwości Cunninghammella w porównaniu z innymi Mucorales. Cunninghammella infekcje mają wyższą śmiertelność niż inne, częstsze infekcje [8].


Nowy standard dla Funkcjonalne biomarkery jednokomórkowe

Poznaj nasz nagradzany system IsoLight.

Bezprecedensowa zdolność

IsoLight jest jedyną technologią zdolną do wykrywania bardzo silnych funkcjonalnych podzbiorów pojedynczych komórek i pomiaru rzeczywistego wydzielania cytokin przez każdą komórkę. Nasz zastrzeżony i opatentowany “Proteomiczny kod kreskowy„Chip IsoCode, nazwany innowacją nr 1 naukowca, wykrywa ponad 30 cytokin na komórkę. Możesz uruchomić ponad 1000 komórek na jednym chipie, co daje niespotykaną dotąd możliwość ujawnić funkcjonalne różnice fenotypowe każdej komórki odpornościowej.

Całkowicie automatyczny

Załaduj do 8 chipów IsoCode do systemu IsoLight, aby uzyskać całkowicie zautomatyzowany i praktyczny przepływ pracy od końca do końca. Wszystkie etapy analizy komórkowej i płukania związane z platformami ELISA są zautomatyzowane, minimalizując ryzyko błędu ludzkiego. Dzięki zaawansowanej płynie i precyzyjnemu obrazowaniu żywe pojedyncze komórki są automatycznie wykrywane w inkubatorze pokładowym, co pomaga dostaniesz odpowiedzi w ciągu dni, a nie tygodni.

Praktyczne informacje

Intuicyjny interfejs użytkownika z przyciskami oprogramowania IsoSpeak umożliwia naukowcom automatyczną wizualizację, celowanie i wykorzystanie danych z bezpośredniego, funkcjonalnego profilowania cytokin pojedynczych komórek. Zrozum złożone dane jednokomórkowe za pomocą znaczących wizualizacji generowanych automatycznie dla Ciebie. Połącz kropki i szybciej otrzymuj odpowiedzi dzięki szczegółowe informacje i statystyki dotyczące siły i trwałości komórek, wszystko na wyciągnięcie ręki.

© 2020 Izoplex | Wszelkie prawa zastrzeżone
Wyłącznie do użytku badawczego. Nie do użytku w procedurach diagnostycznych.
Polityka prywatności | Regulamin

Jak działa nasza wyjątkowa biologia

Nasza biologia funkcjonalna może po raz pierwszy dokładnie wykryć, jakie poszczególne komórki T wydzielają, a nie oszacować. Te unikalne podzbiory komórkowe są przedstawione jako niebieskie wysoce wielofunkcyjne komórki (komórki, które wydzielają dwie lub więcej cytokin) w prawym górnym rogu wykresu.

Próbki z wieloma podzbiorami tych komórek mają wysoką wielofunkcyjność, która koreluje z wynikiem.

Jednokomórkowy, adaptacyjny panel odpornościowy 32-Plex

Zdolność do wychwytywania szeregu odpowiednich cytokin z każdej komórki odpornościowej reprezentuje unikalną zdolność multipleksowania wydzielanych białek. W mechanizmie zarówno efektów klinicznych, jak i cytotoksyczności mogą w dużym stopniu pośredniczyć cytokiny (funkcjonalne białka, przez które komórki odpornościowe wysyłają i odbierają sygnały).

Stratyfikacja odpowiedzi dawcy/pacjenta według sygnatury cytokiny komórkowej

Analiza głównych składowych topologii polifunkcyjnej (PAT-PCA) to wielowymiarowa mapa pokazująca, które komórki wydzielają wiele cytokin na komórkę i grupują je w odpowiednie grupy funkcyjne.

Na wykresach PAT-PCA pojawią się podgrupy dominujące, reprezentujące znaczące podzbiory wielofunkcyjne kierujące ogólną odpowiedzią.

Na wykresie dominują próbki o wyższej odpowiedzi. Różnice między dawcami są podkreślone poprzez umiejscowienie ich wielofunkcyjnych podzbiorów na wykresie.

Grupowe korelacje bioprzetwarzania przez silne komórki wielofunkcyjne

Wielofunkcyjna mapa cieplna to wizualizacja porównująca częstotliwość, z jaką różne grupy funkcjonalne i wielofunkcyjne są wydzielane przez próbkę. Użyj map ciepła heterogeniczności, aby odkryć krytyczne subpopulacje komórek, które istnieją tylko w stanie/grupie będącej przedmiotem zainteresowania.

Odkryj różnice w sile produktów komórkowych dzięki sygnaturom cytokin PSI

Wskaźnik wielofunkcyjnej siły pojedynczej komórki (PSI) agreguje wszystkie jednokomórkowe, wielowymiarowe wydzieliny z próbki w jeden wskaźnik. Odczyt łączy wielofunkcyjność próbki (częstotliwość komórek wydzielających wiele cytokin) z intensywnością sygnału dla każdej pojedynczej komórki przez wydzielane cytokiny próbki. Wyświetlany indeks jest kodowany kolorami, aby pokazać udział różnych kategorii cytokin (np. cytokiny efektorowe i stymulujące).

PSI jest najbardziej nowatorskim i odkrywczym miernikiem do pomiaru siły różnych typów komórek odpornościowych, pomagającym czołowym naukowcom przyspieszyć ich programy immunoterapii od odkrycia do przewidywania odpowiedzi.


Obejrzyj wideo: Biologia bez sekretów rozmawiamy z dr Andrzejem Kruszewiczem o nauczaniu biologii i nie tylko (Lipiec 2022).


Uwagi:

  1. Theron

    Wierzę, że się myliłeś. Jestem pewien. Jestem w stanie to udowodnić. Napisz do mnie na PW, porozmawiaj o tym.

  2. Tojanos

    Uważam, że nie masz racji. Omówimy to. Napisz na PW, porozumiemy się.

  3. Kagaktilar

    Przepraszam, że przeszkadzam, ale proponuję przejść inną.

  4. Bazar

    Gratulacje, świetna odpowiedź...

  5. Jerel

    Pozwalasz na błąd.

  6. Rudd

    Bravo, to wspaniałe zdanie musi być dokładnie celowe

  7. Nagrel

    Dziękuję Ci!



Napisać wiadomość