Inżynieria genetyczna Poszukiwanie miejsca docelowego dla leku na miażdżycę

CZYNNIKI RYZYKA Spożywanie pokarmów bogatych w tłuszcze nasycone i siedzący tryb życia doprowadziły do wzrostu ryzyka rozwoju chorób układu sercowo-naczyniowego, takich jak miażdżyca.

CZYM JEST MIAŻDŻYCA? Miażdżyca jest chorobą naczyń spowodowaną przez nagromadzenie się tłuszczy na ścianach naczyń krwionośnych. Istnieje wiele różnych oznak i stopni ciężkości choroby. Tętnica prawidłowa Miażdżyca umiarkowana Miażdżyca ciężka Powstawanie blaszek miażdżycowych hamujących przepływ krwi.

„ZŁY” CHOLESTEROL, INACZEJ LDL Gdy w diecie człowieka występuje zbyt dużo cholesterolu, związek ten jest magazynowany w tkance tłuszczowej lub krąży we krwi w postaci LDL (lipoprotein o niskiej gęstości), czyli tzw. „złego” cholesterolu. LDL stanowi jeden ze składników blaszki miażdżycowej.

WEDŁUG ŚWIATOWEJ ORGANIZACJI ZDROWIA (WHO) Mimo że zawały serca i udary stanowią główne przyczyny zgonów na całym świecie, 80% przedwczesnych zgonów z tych przyczyn można uniknąć, kontrolując główne czynniki ryzyka. Szacuje się, że każdego roku 17 milionów osób na świecie umiera z powodu chorób układu sercowo-naczyniowego, zwłaszcza zawałów serca i udarów. Te choroby występują z prawie taką samą częstością u kobiet i u mężczyzn. Stanowią główne przyczyny zgonów w krajach rozwijających się oraz rozwiniętych.

MAKROFAGI, „UKŁAD OCZYSZCZAJĄCY” Makrofagi pełnią funkcję układu „oczyszczającego” i zapobiegają odkładaniu się cholesterolu na ścianach naczyń. Ten układ oczyszczający jest wydajny, jeżeli stężenie cholesterolu nie jest nadmiernie podwyższone. LDL Utlenianie LDL Utleniony LDL Makrofag

Makrofagi nadal wychwytują LDL Tworzenie blaszki miażdżycowej W JAKI SPOSÓB TWORZY SIĘ BLASZKA MIAŻDŻYCOWA? Proliferacja komórek śródbłonka Jeżeli stężenie cholesterolu jest nadmiernie podwyższone: Makrofagi nadal wychwytują LDL Ale gdy pochłoną zbyt duże ilości, przekształcą się w tak zwane komórki „piankowe”. Te komórki powodują stan zapalny i proliferację komórek w ścianach tętnic Tworzenie blaszki miażdżycowej Aktywacja układu immunolo-gicznego Komórka piankowa LDL Makrofag Utleniony LDL Utlenianie LDL

BADANIA NAD MIAŻDŻYCĄ Jeden z celów tych badań to: Zrozumienie mechanizmu, za pośrednictwem którego makrofagi są zaangażowane w regulację stężenia cholesterolu i roli, jaką pełnią w rozwoju miażdżycy. ?

BADANIE RECEPTORÓW DLA LDL I MYLIP Wiadomo, że makrofagi rozpoznają utleniony LDL za pośrednictwem receptorów. Wiadomo, że obecne w makrofagach białko o nazwie MYLIP rozkłada receptor dla LDL. Makrofag Receptor dla LD Utleniony LDL Jeżeli makrofagi wytwarzają duże ilości białka MYLIP, pochłaniają mniej cholesterolu. Utlenianie LDL

MYLIP, POTENCJALNE MIEJSCE DOCELOWE DLA LEKU Naukowcy dokładnie badają białko MYLIP, ponieważ sądzą, że może być regulowane przez lek i tym samym może istnieć możliwość, aby makrofagi wchłaniały mniej cholesterolu. Makrofag Miejsce docelowe działania leku Utleniony LDL Utlenianie LDL

W JAKI SPOSÓB MOŻNA BADAĆ BIAŁKA? Aby zbadać funkcje białka, potrzeba jego znacznych ilości. Jednym z narzędzi biologii molekularnej, umożliwiających badanie białek, jest inżynieria genetyczna. Inżynieria genetyczna jest technologią manipulacji i przenoszenia DNA z jednego organizmu do drugiego.

NAJPIERW KLONUJEMY GEN BIAŁKA DOCELOWEGO: MYLIP Wprowadzamy go we fragment kolistego DNA zwanego plazmidem Ludzka komórka DNA Gen MYLIP

PRZEPROWADZAMY TRANSFORMACJĘ BAKTERYJNĄ Z GENEM BIAŁKA DOCELOWEGO: MYLIP 1. Transformacja bakteryjna 2. Wybranie transformowanych bakterii 3. Hodowla bakterii

GEN BIAŁKA MYLIP JEST NASTĘPNIE WPROWADZANY DO KOMÓREK, ABY WYTWORZYŁY ZNACZNE ILOŚCI BIAŁKA 3. Hodowla bakterii 4. Izolacja DNA 5. Produkcja białka (wprowadzanie DNA do komórek eukariotycznych) MYLIP białko

? JAK PRZEPROWADZA SIĘ TRANSFORMACJĘ BAKTERYJNĄ? Dzięki dużym zmianom temperatury i dodaniu kationów umożliwiamy przejście DNA w postaci plazmidu do komórek.

? JAK DOPILNOWAĆ, ABY TRANSFORMOWANE BAKTERIE NAMNAŻAŁY SIĘ? Gen MYLIP Plazmid zawiera gen oporności na antybiotyk. Gen oporności na antybiotyk

JAK DOPILNOWAĆ, ABY TRANSFORMOWANE BAKTERIE NAMNAŻAŁY SIĘ? Gen MYLIP Ampicylina Gen oporności na ampicylinę Ampicylina

? W JAKI SPOSÓB WYIZOLOWAĆ PLAZMIDOWE DNA Z HODOWLI BAKTERYJNEJ? Procedura Mini-prep: ROZTWÓR 2 ROZTWÓR 3 CHLOROPAN ETANOL Gen MYLIP Gen oporności na ampicylinę Poprzez stosowanie różnych rozpuszczalników i cykli wirowania, stopniowo są odrzucane różne składniki komórkowe

DYSPONUJĄC WYIZOLOWANYM DNA MOŻNA ROZPOCZĄĆ BADANIA! 5. Produkcja białka (wprowadzenie DNA do komórek eukariotycznych). 6. Gdy naukowcy uzyskają białko, mogą: Badać jego rolę w regulacji stężenia cholesterolu Poszukiwać nowych leków na miażdżycę.

Załóż fartuch laboratoryjny!! Ty też możesz być naukowcem!! Badacze, którzy opracowali niniejszą prezentację: Theresa León, Jonathan Matalonga, Uniwersytet w Barcelonie AUTOR FINANSOWANIE: PARTNERZY PROJEKTU: Niniejszy produkt jest udosępniany na licencji Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported. Kopię licencji przedstawiono na stronie http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/