Nowatorskie podejście sprzyja regeneracji kości u myszy bez implantacji

Młode dzieci i nowonarodzone myszy mogą naturalnie leczyć uszkodzenia kości tworzących szczyt czaszki, ale ta zdolność jest tracona u dorosłych. W nowym badaniu opublikowanym w Proceedings of the National Academy of Sciences, naukowcy z University of Pittsburgh opracowali nowatorskie podejście, które promowało regenerację kości u myszy bez wszczepiania tkanki kostnej lub biomateriałów. Technika ta wykorzystuje urządzenie podobne do drutu ortodontycznego używanego do ustawiania zębów, aby ostrożnie rozciągnąć czaszkę wzdłuż jej szwów, aktywując szkieletowe komórki macierzyste, które rezydują w tych chwiejnych szwach. U dorosłych myszy technika ta pozwoliła naprawić uszkodzenia czaszki, które w przeciwnym razie nie zagoiłyby się same. Nasze podejście zostało zainspirowane przez dzieci, ponieważ mają one niezwykłą zdolność do regeneracji uszkodzeń kostnych w kościach łydkowych, które tworzą górną część czaszki. Wykorzystując zdolności lecznicze organizmu za pomocą autoterapii, możemy stymulować kości do samoleczenia. Mamy nadzieję, że w przyszłości będziemy mogli wykorzystać te badania do opracowania nowatorskich terapii dla ludzi." Giuseppe Intini, D.D.S., Ph.D., starszy autor, profesor nadzwyczajny periodontologii i stomatologii zapobiegawczej w Pitt School of Dental Medicine, członek McGowan Institute for Regenerative Medicine i badacz w UPMC Hillman Cancer Center Urazy, wady wrodzone i operacje w celu leczenia raka lub innych chorób są częstymi przyczynami uszkodzenia czaszki. Po osiągnięciu przez ludzi wieku około 2 lat, takie urazy nie goją się samoistnie. "U niemowląt kości łydki nie są całkowicie zlepione, więc szwy, w których rezydują komórki macierzyste, są nadal otwarte" - powiedział Intini. "Zastanawialiśmy się, czy niezłączone szwy mają coś wspólnego ze zdolnością do regeneracji kości obserwowaną u niemowląt i postawiliśmy hipotezę, że możemy odwrócić ten proces u dorosłych poprzez mechaniczne otwarcie szwów, aby aktywować niszę komórek macierzystych i zwiększyć liczbę komórek macierzystych". U myszy -; które mają bardzo podobny rozwój czaszki do ludzi -; badacze użyli tak zwanego urządzenia do dystrakcji kości, aby ostrożnie zastosować kontrolowaną siłę ciągnącą do kości kalwarii, wystarczająco silną, aby lekko poszerzyć szwy, ale nie na tyle, aby spowodować złamanie. Stosując sekwencjonowanie RNA pojedynczych komórek i mikroskopię obrazującą na żywo, stwierdzili, że liczba komórek macierzystych w poszerzonych szwach tych zwierząt wzrosła czterokrotnie. W rezultacie myszy leczone urządzeniem zregenerowały kość, by wyleczyć duży ubytek w czaszce. "Jeśli można skutecznie aktywować niszę komórek macierzystych, można zwiększyć ich liczbę i podtrzymać regenerację ubytków kostnych" - powiedział Intini. "Co niezwykłe, pokazaliśmy, że defekt może się zagoić, nawet jeśli jest oddalony od szwu". Chociaż podejście to było skuteczne w leczeniu dojrzałych szkieletowo 2-miesięcznych myszy, czyli w wieku, który w przybliżeniu odpowiada młodej dorosłości u ludzi, nie zadziałało u 10-miesięcznych gryzoni, czyli w średnim wieku. "U starszych myszy ilość komórek macierzystych w szwach łydkowych jest bardzo niska, więc rozszerzanie tej niszy nie jest tak skuteczne w zwiększaniu zdolności do gojenia" - wyjaśnił Intini. "Pokonanie tego wyzwania jest głównym przedmiotem badań w przyszłości". Obecne metody leczenia uszkodzeń czaszki to zazwyczaj przeszczepy kości lub wszczepianie biomateriałów, które działają jako rusztowania do regeneracji kości, ale te podejścia nie zawsze są skuteczne i wiążą się z ryzykiem, powiedział Intini. Naukowcy badają, jak ich odkrycia mogą być wykorzystane do opracowania nowych terapii u ludzi, nie tylko w celu leczenia urazów czaszki, ale także złamań kości długich, takich jak kość udowa. Urządzenia do dystrakcji kości są już stosowane w leczeniu niektórych schorzeń, takich jak wada wrodzona zwana kraniosynostozą, w której kości łydki łączą się zbyt wcześnie, więc rozszerzenie tej techniki w celu promowania regeneracji kości może być w przyszłości przedmiotem badań klinicznych. Intini i jego zespół badają również niemechaniczne metody aktywacji komórek macierzystych szkieletu, takie jak leki.

Pacjenci z rakiem piersi stosujący antybiotyki są bardziej narażeni na nawrót lub śmierć

Kobiety z potrójnie ujemnym rakiem piersi, które otrzymały wiele recept na antybiotyki w ciągu trzech lat od rozpoznania raka, były bardziej narażone na nawrót choroby i śmierć z powodu raka niż te, które przyjęły mniej kursów leków - wynika z badania przeprowadzonego przez naukowców ze Stanford Medicine. Wpływ na przeżycie nie wynikał z różnic w zaawansowaniu raka, wykazało badanie. Ryzyko znacznie wzrosło wraz z całkowitą liczbą i rodzajami antybiotyków przepisanych dla każdego pacjenta. "Każdy dodatkowy antybiotyk zwiększał ryzyko śmierci od 5% do 18% w stosunku do pacjentów, którym nie przepisywano antybiotyków" - powiedziała Julia Ransohoff, MD, stypendystka w dziedzinie hematologii i onkologii medycznej w Stanford School of Medicine. "Ważne jest jednak, aby interpretować te odkrycia z ostrożnością. Nie możemy pozwolić, aby zagrażające życiu infekcje pozostały nieleczone. Ale to badanie sugeruje, że rozważamy, jak najlepiej je leczyć bez podnoszenia ryzyka nawrotu raka." Ransohoff jest głównym autorem badania, które zostało opublikowane online 12 kwietnia w Nature Communications. Allison Kurian, MD, profesor medycyny i epidemiologii i zdrowia populacji, i Ami Bhatt, MD, PhD, profesor nadzwyczajny medycyny i genetyki, są starszymi autorami badania. Wyniki te oferują wgląd w rolę układu odpornościowego i czynników, które mogą zakłócać jego działanie w walce z najbardziej agresywnym typem raka piersi. Lepsze zrozumienie tego procesu będzie ważne dla kierowania opieką nad pacjentami." Allison Kurian, MD, profesor medycyny oraz epidemiologii i zdrowia populacji. Naukowcy badali 772 kobiety, które zostały zdiagnozowane między styczniem 2000 a majem 2014 roku i leczone w Stanford Health Care lub Palo Alto Medical Foundation. Odkryli, że leczenie środkami przeciwdrobnoustrojowymi (klasa leków, która obejmuje antybiotyki do leczenia infekcji bakteryjnych i leki przeciwgrzybicze do leczenia infekcji grzybiczych) było związane ze spadkiem liczby komórek odpornościowych zwanych limfocytami krążącymi we krwi pacjenta. Wykazano, że liczba limfocytów koreluje z odpowiedzią na leczenie i ogólnym przeżyciem u osób z rakiem piersi. (Chociaż naukowcy badali całkowitą liczbę przepisanych środków przeciwdrobnoustrojowych, 99% kobiet w badaniu, którym przepisano środki przeciwdrobnoustrojowe, otrzymało antybiotyki). Badacze uważają, że związek między antybiotykami a liczbą limfocytów leży w jelitach. Powszechnie wiadomo, że leczenie antybiotykami, jak również chemioterapia, może być szczególnie dotkliwe dla bakterii stanowiących dywan naszych jelit - populacji małych pomocników znanych jako mikrobiom jelitowy. Bakterie te nie tylko pomagają nam w trawieniu pokarmu, ale także wpływają na wiele aspektów naszego zdrowia, w tym na to, jak nasz układ odpornościowy reaguje na pojawiające się zagrożenia, takie jak infekcje czy nowotwory. "Od dawna wiemy, że mikrobiom jelitowy odgrywa rolę w kształtowaniu układu odpornościowego i że układ odpornościowy jest kluczowy w tym, jak ludzie reagują na nowotwory i chemioterapię" - powiedział Ransohoff. "Znaleźliśmy zaskakująco silne i trwałe zwiększone ryzyko śmierci u pacjentów, którzy otrzymali wiele środków przeciwdrobnoustrojowych w dowolnym czasie w ciągu trzech lat po ich początkowej diagnozie". Badanie ma zastrzeżenia. Kobiety zostały zdiagnozowane i leczone przed 2021 rokiem, kiedy to stosowanie terapii wzmacniającej odporność, zwanej inhibitorami punktów kontrolnych układu odpornościowego, we wczesnym stadium potrójnie ujemnego raka piersi stało się rutyną. Ponadto, potrójnie ujemny rak piersi jest wyjątkowy wśród typów raka piersi. Jest zarówno rzadszy, jak i trudniejszy do skutecznego leczenia niż inne nowotwory piersi. Ale jest też bardziej wrażliwy na ataki układu odpornościowego, więc nie jest jasne, czy związek między antybiotykami a gorszym przeżyciem przełoży się na inne typy raka piersi. To badanie nie jest pierwszym, które pokazuje, że stosowanie antybiotyków może wpływać na przeżywalność raka. Poprzednie duże badanie przeprowadzone przez naukowców z Australii obejmujące ponad 7000 osób z rakiem wykazało związek między stosowaniem antybiotyków w ciągu sześciu miesięcy przed diagnozą pacjentów a gorszym przeżyciem. A leczenie antybiotykami koreluje ze zwiększonym wzrostem guza w kilku mysich modelach raka piersi. Inne badania również wskazują na związek między zdrowiem mikrobiomu jelitowego a reakcjami na leczenie raka. Ale to badanie jest pierwszym, które koreluje stosowanie antybiotyków zarówno z liczbą krążących limfocytów, jak i ogólnym przeżyciem raka - i robi to w kilku punktach czasowych po leczeniu. "Podczas gdy inne badania sugerowały, że mikrobiom jelitowy jest inny u pacjentów z rakiem, którzy radzą sobie słabo, w porównaniu z tymi, którzy radzą sobie dobrze, niewiele z nich oceniało wybory, które pacjenci i lekarze mogą podjąć, aby wpłynąć na mikrobiom" - powiedział Bhatt. "To badanie pomaga połączyć niektóre z tych punktów - odkrywając, że stosowanie antybiotyków jest związane z niższą liczbą rodzaju krążących komórek odpornościowych ważnych w walce z rakiem. Nadal nie wiemy, czy mikrobiom jest kluczowym czynnikiem łączącym stosowanie antybiotyków i wyniki leczenia raka, ale podejrzewamy, że może być kluczowym graczem." Ransohoff i jej koledzy wykorzystali bazę danych zwaną Oncoshare, która integruje elektroniczną dokumentację zdrowotną i dane z California Cancer Registry. Kobiety w badaniu zostały zdiagnozowane z niemetastatycznym (stadia 1 do 3) potrójnie ujemnym rakiem piersi i były leczone chemioterapią oraz, w razie potrzeby, operacją. Osiemdziesiąt cztery procent kobiet otrzymało recepty na środki przeciwdrobnoustrojowe w pewnym momencie po zdiagnozowaniu raka; 99% tych recept dotyczyło antybiotyków. Mediana czasu obserwacji w badaniu wyniosła 104 miesiące. Naukowcy stwierdzili, że w ciągu wieloletniego okresu badania zmarło 20% kobiet, którym nie przepisano środków przeciwdrobnoustrojowych podczas badania. Z kolei 23% kobiet, które kiedykolwiek otrzymywały środki przeciwdrobnoustrojowe, zmarło.