6404670969

Ścieżki wiedzy...    BioLetyn

Str. 10

dowy przestrzennej modelu komputerowego (Rys. 2) i białka powstałego w wyniku ekspresji zaprojektowanego genu, okazało się, że są one identyczne (w granicy błędu pomiarowego). Pomiary kinetyczne wykazały, że enzym przyspieszył reakcję ponad 10⁶razy [4].

Niewątpliwy sukces towarzyszący stworzeniu pierwszego białka zaprojektowanego przez człowieka do przeprowadzenia konkretnej reakcji otworzył nowe niesamowite możliwości wykorzystania bioinformatyki w wielu dziedzinach biotechnologii. Wyobraźmy sobie projektowanie wysoce specyficznych leków o charakterze białkowym działających dokładnie w taki sposób, w jaki sobie życzymy - efektywny, ze znaczącym obniżeniem, jeśli nie wyeliminowaniem, ryzyka powstania efektów ubocznych towarzyszących terapii.

7 /(II)/2012

Ponadto, możliwe stanie się skuteczne usuwanie zanieczyszczeń ksenobiotycznych ze środowiska, jak również obniżenie kosztów wielu procesów przemysłowych dotychczas przeprowadzanych metodami chemicznymi. To tylko niektóre przykłady zastosowania projektowania enzymów - tylko od naszej wyobraźni zależy, jak wykorzystamy nowe możliwości .

[1]    K.Pawłowski - Bioinformatyka w poszukiwaniu nowych leków. Kosmos, Tom.58,127-134

[2]    http://zhanglab.ccmb.med.umich.edu/l-TASSER/

[3]    H.Schlegel - Mikrobiologia ogólna, PWN, 2003

[4]    O.Khersonsky et al. - Kemp elimination catalysts by com-putational enzyme design, Naturę, Vol.453,190-197

[5]    O.Khersonsky et al. - Evolutionary Optimization of Com-putationally Designed Enzymes: Kemp Eliminases of the KE07 Series, Journal of Molecular Biology, Vol.396,1025-1042

Inżynieria tkankowa

Transplantacje narządów czy implantacje protez to współcześnie rutynowe już formy terapii w przypadku wielu uszkodzeń narządów i tkanek wywołanych urazami, chorobami lub wadami rozwojowymi. Zapotrzebowanie na tego typu leczenie stale rośnie, jednak liczba wykonywanych zabiegów jest ograniczana przez ilość organów uzyskanych od dawców, dlatego każdego roku lista oczekujących na przeszczep wydłuża się.

Od lat 90. XX wieku pojawiają się nowe możliwości naprawy i zastępowania tkanek oraz narządów poprzez sztuczną hodowlę - inżynierię tkankową. Cel: poprzez łączenie komórek i materiałów pochodzenia biologicznego opracować żywe tkanki i narządy zastępcze.[l]

Aby zrekonstruować uszkodzenie zwykle izoluje się komórki z pobranej od biorcy zdrowej tkanki, co pozwala uniknąć późniejszego odrzucenia i długotrwałego, często dożywotniego przyjmowania leków immunosupresyjnych. Z pobranego od pacjenta materiału izoluje się komórki i namnaża je we wstępnej hodowli, a następnie posiewa na trójwymiarowy, biodegradowalny i biokompatybilny nośnik komórkowy o porowatej strukturze. Nośnik musi być tak dobrany, aby łatwo następowała adhezja komórek oraz tworzenie naczyń krwionośnych doprowadzających tlen i odprowadzających produkty uboczne z nowo powstałej tkanki, a przy tym nie wywoływać (bezpośrednio lub poprzez produkty rozkładu) stanów zapalnych .[2]

Dzięki dopływowi odpowiednich czynników wzrostu (np. IGF-insulinopodobnego czynnika wzrostu dla hodowli tkanki chrzęstnej), hormonów i innych cząsteczek sygnalizacyjnych rozwija się trójwymiarowa tkanka. Może ona zostać implan-towana pacjentowi w miejscu uszkodzenia. Rusztowanie (nośnik) ulega degradacji w ho

dowli komórkowej bądź bezpośrednio w miejscu implantacji - stąd wspomniane wcześniej wymagania.[1]

Inżynieria tkankowa wykorzystuje różne typy komórek, ale ze

względu na duży potencjał do różnicowania, największym zainteresowaniem cieszą się multipotencjalne i embrionalne komórki macierzyste.

Pierwsze to komórki somatyczne, zdolne do różnicowania w wiele n nych typów komórek. Przykładowo mezenchymalne komórki macierzyste (MSC) izolowane ze szpiku kostnego dorosłych, stosowane do regeneracji

Rys. 1 Rusztowanie polimerowe do adhezji, namnażania i

chrząstki, kości, ścięgien i więzadeł, mogą różnicować się w chondrocyty, miocyty lub osteocyty. Ich potencjał do różnicowania się jest jednak znacznie mniejszy niż embrionalnych komórek macierzystych np. wyodrębnionych z zarodka bla-stocysty, dających początek wszystkim komórkom organi-