Eklemlerde çok önemli bir bileşen olan kıkırdağın onarımı herkesin bildiği gibi zordur.

aynak:Kuzeybatı Üniversitesi

Özet: Bilim adamları, büyük bir hayvan modelinin diz eklemlerinde yüksek kaliteli kıkırdağı başarıyla rejenere eden yeni bir biyoaktif malzeme geliştirdiler. Yeni malzeme, doğal kıkırdağın mikro yapısını taklit eden peptitler, proteinler ve polisakkaritler içerir. Altı ay içinde, araştırmacılar yeni kıkırdak büyümesi gözlemlediler.Northwestern Üniversitesi bilim adamları, büyük bir hayvan modelinin diz eklemlerinde yüksek kaliteli kıkırdağı başarıyla yeniden oluşturan yeni bir biyoaktif malzeme geliştirdiler.

Lastik gibi bir yapışkan gibi görünse de, malzeme aslında kıkırdağın vücuttaki doğal ortamını taklit etmek için birlikte çalışan karmaşık bir moleküler bileşenler ağıdır.

Yeni çalışmada, araştırmacılar materyali hayvanların diz eklemlerindeki hasarlı kıkırdağa uyguladılar. Araştırmacılar, sadece altı ay içinde, eklemlerde ağrısız mekanik esneklik sağlayan doğal biyopolimerleri (kollajen II ve proteoglikanlar) içeren yeni kıkırdakların büyümesi de dahil olmak üzere gelişmiş onarım kanıtları gözlemlediler.

Araştırmacılar, daha fazla çalışma ile yeni malzemenin bir gün tam diz protezi ameliyatlarını önlemek, osteoartrit gibi dejeneratif hastalıkları tedavi etmek ve ACL yırtıkları gibi sporla ilgili yaralanmaları onarmak için potansiyel olarak kullanılabileceğini söylüyorlar.

Çalışma, Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayınlanacak.

“Kıkırdak eklemlerimizde kritik bir bileşendir,” diyor çalışmayı yöneten Northwestern’den Samuel I. Stupp. “Kıkırdak zamanla hasar gördüğünde veya parçalandığında, insanların genel sağlığı ve hareketliliği üzerinde büyük bir etkisi olabilir. Sorun şu ki, yetişkin insanlarda kıkırdak doğal bir iyileşme yeteneğine sahip değildir. Yeni tedavimiz, doğal olarak yenilenmeyen bir dokuda onarıma neden olabilir. Tedavimizin ciddi, karşılanmamış bir klinik ihtiyacı karşılamaya yardımcı olabileceğini düşünüyoruz.”

Rejeneratif nanotıbbın öncülerinden biri olan Stupp, Northwestern’de Malzeme Bilimi ve Mühendisliği, Kimya, Tıp ve Biyomedikal Mühendisliği Mütevelli Heyeti Profesörüdür ve burada Simpson Querrey Biyonanoteknoloji Enstitüsü ve ona bağlı merkezi Rejeneratif Nanotıp Merkezi’nin kurucu direktörüdür. Stupp’un McCormick Mühendislik Okulu, Weinberg Fen Edebiyat Fakültesi ve Feinberg Tıp Okulu’nda randevuları var. Stupp’un laboratuvarında eski bir doktora öğrencisi olan Jacob Lewis, makalenin ilk yazarıdır.

Kaynak: Columbia Üniversitesi Irving Tıp Merkezi

Özet:Bakterilerdeki ‘döngüsel’ bir keşif, kendi genomumuzun yapısı hakkında temel soruları gündeme getiriyor ve yeni genetik tedaviler için potansiyel bir materyal kaynağını ortaya çıkarıyor.

Bakterilerdeki “döngüsel” bir keşif, kendi genomumuzun yapısı hakkında temel soruları gündeme getiriyor ve yeni genetik tedaviler için potansiyel bir malzeme kaynağını ortaya çıkarıyor.

Genetik kod ilk kez 1960’larda çözüldüğünden beri, genlerimiz açık bir kitap gibi görünüyordu. Kromozomlarımızı bir romandaki cümleler gibi doğrusal harf dizileri olarak okuyarak ve kodunu çözerek, genomumuzdaki genleri tanımlayabilir ve bir genin kodundaki değişikliklerin sağlığı neden etkilediğini öğrenebiliriz.

Bu doğrusal yaşam kuralının, insanlardan bakterilere kadar tüm yaşam formlarını yönettiği düşünülüyordu.

Ancak Columbia araştırmacıları tarafından yapılan yeni bir çalışma, bakterilerin bu kuralı çiğnediğini ve serbest yüzen ve geçici genler oluşturabildiğini ve benzer genlerin kendi genomumuzun dışında var olma olasılığını artırdığını gösteriyor.

“Bu keşfin alt üst ettiği şey, kromozomun, hücrelerin protein üretmek için kullandığı tüm talimatlara sahip olduğu fikridir” diyor Vagelos Doktorlar ve Cerrahlar Koleji’nde biyokimya ve moleküler biyoloji profesörü olan Samuel Sternberg, araştırmayı tıp fakültesinde MD / PhD öğrencisi olan Stephen Tang ile birlikte yürütüyor.

“Artık biliyoruz ki, en azından bakterilerde, genomda korunmayan ve yine de hücrenin hayatta kalması için gerekli olan başka talimatlar olabilir.”

“Şaşırtıcı” ve “uzaylı biyolojisi”

Bilimsel tepki, birkaç ay önce, makale ilk kez bir ön baskı olarak ortaya çıktığında haber olmuştu. Bir Nature News makalesinde, bilim adamları keşfi “uzaylı biyolojisi”, “şaşırtıcı” ve “şok edici” olarak nitelendirdiler.

Tang, “Bizi defalarca inançsızlık içinde bıraktı” diyor ve “mekanizma yavaş yavaş ortaya çıktıkça şüpheden şaşkınlığa geçtik.”

Bakteriler ve virüsleri, DNA’larını bakteri genomuna enjekte etmeye çalıştıkları ve bakteriler kendilerini savunmak için kurnaz yöntemler (örneğin CRISPR) geliştirdikleri için çağlar boyunca savaşa kilitlenmiştir. Birçok bakteri savunma mekanizması keşfedilmemiştir, ancak yeni genom düzenleme araçlarına yol açabilir.

Stres, bağırsak mikrobiyomunun düzensizliğine yol açar ve bu da iltihaplanmaya ve vücudun enfeksiyonu savuşturma yeteneğinde bir düşüşe neden olur.

Sanatçı: Sara Reardon

Bir araştırmaya göre, stres insanları hasta hissettirebilir ve bağırsaktaki bakteriler suçlanabilir¹ farelerde. Araştırma, stresli bir beynin bağırsaktaki belirli bezleri doğrudan kapattığını, bağırsak bakterilerini ve vücudun daha geniş bağışıklık sistemini etkilediğini gösteriyor.

Çalışmayı gözden geçiren İrlanda’daki University College Cork’tan sinirbilimci John Cryan, çalışmanın “teknik bir güç gösterisi” olduğunu söylüyor. Bağırsak-beyin bağlantısı üzerine yapılan çalışmaların çoğu, bakterilerin beyni nasıl etkilediğine odaklanmıştır, bu nedenle Cryan, psikolojik durumların bakterileri ‘yukarıdan aşağıya’ nasıl kontrol edebileceğine dair araştırmaları memnuniyetle karşılamaktadır. “Bu, yapbozun gerçekten harika bir parçası” diyor. Araştırma 8 Ağustos’ta Cell bülteninde yayımlandı.

Bağırsak-beyin muhabbeti

Araştırmacılar uzun zamandır bağırsak ve beynin birbiriyle ‘konuştuğunu’ biliyorlar. Stres altında beyin, inflamatuar bağırsak hastalığı gibi bağırsak rahatsızlıklarını tetikleyebilecek hormonların salınımını teşvik eder. Bağırsaktaki bazı bakteriler beyni ve davranışı etkileyen kimyasal sinyalleri serbest bırakabilir.

Ancak sinirsel iletişim yolları daha az anlaşılmıştır. Daha fazla bilgi edinmek için, Almanya’nın Tübingen kentindeki Max Planck Biyolojik Sibernetik Enstitüsü’nden sinirbilimci Ivan de Araujo ve meslektaşları, ince bağırsağın duvarlarında bulunan Brunner bezleri adı verilen küçük organlara odaklandı. Bu bezler hakkında çok az şey bilinmektedir, bunun dışında mukus üretirler ve çok sayıda nöron içerirler.

De Araujo’nun ekibi, farelerin Brunner bezlerinin çıkarılmasının hayvanları enfeksiyona karşı daha duyarlı hale getirdiğini buldu. Aynı zamanda iltihaplanma belirteçlerini, bir bağışıklık kimyasalları selini ve dokulara zarar verebilecek hücreleri de artırdı. Ekip, insanlarda da benzer bir etki gördü: Brunner’in bezlerini içeren bağırsakların bir kısmından tümörleri çıkarılan insanlar, diğer bölgelerden tümörleri çıkarılmış olan insanlardan daha yüksek seviyelerde beyaz kan hücrelerine (iltihaplanma belirteci) sahipti.

Kat hizmetleri bakterileri

Daha yakın analizler, Brunner bezlerinin farelerden çıkarılmasının, ince bağırsakta yaşayan Lactobacillus cinsindeki bakterileri ortadan kaldırdığını gösterdi. Sağlıklı bir gastrointestinal sistemde, Lactobacilli, bağırsağı kaplayan hücreler arasında harç görevi gören proteinlerin üretimini uyarır ve belirli besinlerin kan dolaşımına girmesine izin verirken bağırsak içeriğinin çoğunu içeride tutar. Ancak Lactobacilli gittiğinde, bağırsak ‘sızdırır’ ve “kana geçmemesi gereken şeyler bunu yapar”, diyor Araujo. Bağışıklık sistemi bu yabancı moleküllere saldırarak Brunner bezleri olmayan farelerde görülen iltihaplanma ve hastalığa neden olur.

Araştırmacılar daha sonra bezlerin nöronlarını incelediler. Nöronların, bağırsak ve beyin arasındaki bir iletişim yolu olan vagus sinirindeki liflere bağlandığını buldular. Bu lifler doğrudan beynin duygu ve stres tepkisinde rol oynayan amigdalaya gider. Sağlam Brunner bezlerine sahip fareleri kronik stres altına yerleştirmek, bezleri çıkarmakla aynı etkiye sahipti: Lactobacillus seviyeleri düştü ve iltihaplanma arttı. Bu, stresin Brunner bezlerini kapattığını gösteriyordu.

Pandeminin ilk dalgasında covid-19 ile hastaneye kaldırılan kişilerin analizi, bilişsel yeteneklerinde devam eden düşüşün 10 IQ puanı kaybetmeye eşdeğer olduğunu ortaya koydu..

Pandeminin ilk dalgası sırasında covid-19 ile hastaneye kaldırılan kişilerin bilişsel yetenekleri, yıllar sonra bile beklenenden daha düşük kalıyor ve bunun onları iş değiştirmeye zorladığına dair bazı kanıtlar var.

“Bulduğumuz şey, ortalama bilişsel eksikliğin, yaşları için ne beklendiğine bağlı olarak 10 IQ puanına eşdeğer olduğuydu” diyor Maxime Taquet Oxford Üniversitesi’nde Ekibi, Birleşik Krallık’ta covid-19 ile hastaneye kaldırılan ve 31 Mart 2021’den önce taburcu edilen 475 kişiye baktı. Hepsi, başka bir çalışmanın parçası olarak hastaneden taburcu olduktan altı ay sonra psikiyatrik ve bilişsel değerlendirmeleri tamamlamıştı. Taquet’in ekibi, değerlendirmeleri iki ila üç yıl sonra tekrarlamalarını istedi ve ortalama olarak insanların depresyon ve anksiyete belirtilerinin yüksek olduğunu buldu ve yorgunluk daha da kötüleşmişti. Taquet, “Daha fazla insan iyileşmekten daha kötüye gidiyor” diyor.

Genel olarak, yüzde 47’si ikinci değerlendirmede altı ayda yüzde 34 ile karşılaştırıldığında orta ila şiddetli depresyona sahipken, yüzde 40’ı ilk testlerde yüzde 26 ile karşılaştırıldığında orta ila şiddetli yorgunluğa sahipti. Orta ila şiddetli kaygısı olan kişilerin oranı daha küçük bir değişiklik gördü ve yüzde 23’ten yüzde 27’ye yükseldi.

Bilişsel değerlendirmelerin sonuçları değişmedi, hem başlangıç hem de takip testlerinde 10 IQ puanına eşdeğer bir ortalama bilişsel eksiklik vardı. Ekip üyesi, katılımcılar hastaneye kaldırılmadan önce test edilmediğinden, karşılaştırılacak bir temel olmadığını söylüyor Paul Harrison’ın fotoğrafı., ayrıca Oxford Üniversitesi’nde. Bunun yerine, ekip, sonuçları aynı yaş, cinsiyet ve eğitim seviyesindeki insanlar için beklenenlerle karşılaştırdı. 

On milyondan fazla insan üzerinde yapılan araştırmalar, erken gebelik döneminin yetersiz beslenmeye maruz kalmak için en savunmasız zaman olduğunu göstermektedir.

Bir araştırmaya göre, gebe kaldıktan kısa bir süre sonra anne karnında kıtlığa maruz kalan kişilerin, erken gebelikte aşırı gıda kıtlığı yaşamayanlara göre yetişkinlere göre diyabet geliştirme olasılığı iki kat daha fazladır¹ neredeyse bir asır önce Ukrayna’da doğan on milyondan fazla insanın.

Bugün Science’da yayınlanan bulgular, hamilelik sırasındaki kıtlıkların uzun vadeli sağlık etkilerine bir pencere açıyor. Viyana’daki Avusturya Tedarik Zinciri İstihbarat Enstitüsü’nde epidemiyoloji konusunda uzmanlaşmış bir veri bilimcisi olan Peter Klimek, büyük çalışmanın aynı zamanda gelişmekte olan bebeklerin yetersiz beslenmeye karşı en savunmasız olduğu belirli dönemi de belirlediğini söylüyor. “Bunun daha kapsamlı bir şekilde yapıldığı hiçbir şey görmedim” diyor bir perspektif makalesinin ortak yazarı olan Klimek² çalışma ile birlikte yayınlandı.

Kalıcı etkiler

Her ne kadar kıtlıkların anlık ve kısa vadeli etkileri olsa da³ – yetersiz beslenme ve beslenme yetersizlikleri gibi – iyi belgelenmiştir ve insanların onlarca yıl sonra yaşadıkları sağlık sonuçlarını belirlemek zor olmuştur. New York’taki Columbia Üniversitesi’nde epidemiyolog ve en son çalışmanın ortak yazarı olan L. H. Lumey, bu tür çalışmaların araştırmacıların büyük insan gruplarını zaman içinde tutarlı bir şekilde izlemelerini gerektirdiğini söylüyor. Avusturya’da yapılan önceki çalışmalar⁴ ve Hollanda⁵ Hamilelik sırasında kıtlığa maruz kalmanın bir bebeğin daha sonraki yaşamında diyabet geliştirme riskini artırabileceğine dair ipuçları bulmuşlardır. Ancak bu çalışmalar nispeten küçüktü ya da kıtlığın şiddeti ve insanların buna maruz kalması konusunda belirsizlikler vardı, diyor Klimek.

Lumey, Ukrayna’da 1932’den 1933’e kadar yaşanan ve kısa vadede yaklaşık dört milyon ölümle sonuçlanan Holodomor kıtlığının, doğum öncesi gıda kıtlığı ile diyabet riski arasındaki bağlantıyı inceleme fırsatı sağladığını söylüyor. Kıtlığın iyi tanımlanmış bir zaman çerçevesi olduğunu, çok sayıda insanı etkilediğini ve kapsamlı bir şekilde belgelendiğini söylüyor.

Lumey, meslektaşlarıyla birlikte 1930 ve 1938 yılları arasında doğan 10.186.016 Ukraynalının doğum verilerini bir araya getirdi. Bunlar arasında, yirminci yüzyılın ilk yıllarında tip 2 diyabet teşhisi konan 128.000’den fazla kişi vardı.

İki kat risk

Ekip, her bir kişinin yaşadığı kıtlığın ciddiyetini tahmin etmek için, gıda kıtlığından etkilenen 16’sı da dahil olmak üzere Ukrayna’nın 23 bölgesinde meydana gelen aşırı ölümlerin sayısını analiz etti ve bölgeleri aşırı, çok şiddetli, şiddetli veya hiç kıtlık yaşanmayan bölgeler olarak sınıflandırdı.

Grup, 1934’ün başlarında doğan ve kıtlığın zirvesi sırasında gebe kalacak olan insanların, gelişimlerinin erken aşamalarında kıtlığa maruz kalmayanlara göre yetişkin olarak tip 2 diyabet geliştirme riskinin daha yüksek olduğunu buldu. Aşırı kıtlık yaşayan bölgelerde gebe kalan insanlar arasında, durumun gelişme riski iki katından fazla arttı. Rahimde şiddetli kıtlığa maruz kalanların, doğumdan on yıllar sonra tip 2 diyabet geliştirme olasılığı, kıtlık olmayan bölgelerdekilere göre yaklaşık 1,5 kat daha fazlaydı.

Kıtlık sırasında gebeliğin sonraki aşamalarında olan insanlar arasında diyabet riskinde bir artış olmadı, bu da erken hamileliğin yetersiz beslenmeye maruz kalmak için en savunmasız zaman olduğunu düşündürdü.

Bulgular, araştırmacıların artan diyabet riskinin arkasındaki mekanizmaları birbirinden ayırmak için hayvan çalışmaları yürütmeleri için temel oluşturuyor. Örneğin, kıtlık sırasında fetüsün DNA’sında epigenetik değişiklikler adı verilen mutasyonlar tarafından tetiklenebilir. Lumey, “Biyologların artık çiğnemeye başlayabileceği bir olayla karşı karşıyayız” diyor.

Ev ve laboratuvar cihazlarında yaşayan bakterilerin araştırılması, sağlam bir ekosistem bulmaktadır.

Ekstremofiller’, kavurucu hidrotermal menfezler, sıfırın altındaki Antarktika buzu ve Dünya’nın kabuğunun ezici basınçları da dahil olmak üzere en zorlu ortamlarda hayatta kalabilen ve hatta gelişebilen organizmalardır. Şimdi, daha yaya bir ortamda keşfedildiler: mikrodalga fırınlar.

Önceki çalışmalar, bulaşık makineleri gibi mutfak aletlerinde farklı mikrop toplulukları bulsa da¹ ve kahve makineleri²Bu, mikrodalga fırının kendi mikrobiyomuna sahip olduğu için ilk kez araştırılmasıdır. Bugün Frontiers in Microbiology’de yayınlanan araştırma³, yaygın bir yanılgıya meydan okuyan mevcut çalışmalara katkıda bulunuyor: mikrodalga radyasyonu, Escherichia coli ve Salmonella gibi gıda kaynaklı hastalıklara neden olan bakterileri ısıtır ve tamamen öldürür.

“Hepimize, 1980’lerden beri, bir mikrodalga fırın kullanırsanız, her şeyi ısıtır – her şeyi öldürür” diyor Edmonton, Kanada’da ‘Mikrop Adam’ olarak bilinen serbest mikrobiyolog Jason Tetro. Bu çalışmanın “önemli” olduğunu söylüyor, çünkü bu cihazlardaki, özellikle de paylaşılan cihazlardaki potansiyel patojenlere ışık tutuyor.

Zaplanan her şey öldürülmez

İspanya’daki Valencia Üniversitesi’nde mikrobiyolog olan Alba Iglesias ve meslektaşları, bazıları evlerde olmak üzere 30 mikrodalga fırını temizledi; bazıları ofisler gibi geniş alanlarda paylaşılan; ve bazıları laboratuvarlarda numuneleri ve kimyasal çözeltileri ısıtmak için kullanılır. Ekip daha sonra örneklerini Petri kaplarında kültürledi ve büyüyen mikropların cinslerini belirledi. Ayrıca, cihazların içindeki bakteri çeşitliliği hakkında bir fikir edinmek için mikrodalga fırınlardan alınan materyaldeki DNA’yı da sıraladılar.

Kültürlerde toplam 101 bakteri suşu üremiştir. Baskın olanlar, genellikle insan derisinde ve insanların sıklıkla dokunduğu yüzeylerde yaşayan Bacillus, Micrococcus ve Staphylococcus cinslerine aitti. İnsan derisi bakterileri her üç mikrodalga fırın türünde de mevcuttu, ancak ev ve ortak kullanımlı cihazlarda daha bol miktarda bulunuyordu. Klebsiella ve Brevundimonas da dahil olmak üzere gıda kaynaklı hastalıklarla ilişkili birkaç bakteri türü de ev tipi mikrodalgalardan elde edilen bazı kültürlerde üremiştir.

Laboratuvar mikrodalga fırınları, bakterilerin en büyük genetik çeşitliliğini içeriyordu. Araştırmacılar, bu cihazlarda radyasyona, yüksek sıcaklıklara ve aşırı kuruluğa dayanabilecek hem mutfak tezgahı bakterileri hem de ekstremofiller buldular.

İspanya’daki Valencia Üniversitesi’nde de mikrobiyolog olan ortak yazar Manuel Porcar, “Mikroorganizma çeşitliliğini bulmak için çok egzotik – coğrafi olarak – yerlere gitmenize gerek yok” diyor.

Ekip, mikrodalga fırınlarda buldukları ekstremofil suşların, tekrarlanan radyasyon turlarından kurtularak evrimsel olarak ‘seçilmiş’ olabileceğini ve toksik atıkların biyoremediasyonu gibi biyoteknolojik uygulamalara sahip olabileceğini öne sürüyor. Porcar, bir sonraki adımın mikrodalga kullanımının bu bakterileri zaman içinde nasıl etkileyebileceğini araştırmak olduğunu söylüyor.

Ancak genel halk için, çalışmanın sonuçları daha basittir. Porcar, “Mikrodalga saf, bozulmamış bir yer değildir” diyor. Ayrıca korkulacak patojenik bir rezervuar değil, diyor. Ancak mutfak mikrodalga fırınınızı sık sık temizlemenizi tavsiye ediyor – tıpkı potansiyel bakterileri ortadan kaldırmak için mutfak yüzeylerinizi fırçaladığınız gibi.