Inżynieria genetycznaPoszukiwanie 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?

Tętnica prawidłowa

Miażdżyca jest chorobą naczyń spowodowaną przez nagromadzenie się tłuszczy na ścianach naczyń krwionośnych. Istnieje wiele różnych oznak i stopni ciężkości choroby.

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.

• 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.

WEDŁUG ŚWIATOWEJ ORGANIZACJI ZDROWIA (WHO)

• 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.

MAKROFAGI, „UKŁAD OCZYSZCZAJĄCY”

LDL

Utlenianie LDL

Utleniony LDL

Makrofag

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

W JAKI SPOSÓB TWORZY SIĘ BLASZKA MIAŻDŻYCOWA?

Komórka piankowa

Utleniony LDLUtlenianie LDL

LDLMakrofag

Aktywacja układu immunolo-gicznego

Proliferacja komórek śródbłonka

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.

Utlenianie LDL

Utleniony LDL

Makrofag

Receptor dla LD

Jeżeli makrofagi wytwarzają duże ilości białka MYLIP, pochłaniają mniej cholesterolu.

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.

Utlenianie LDL

Utleniony LDL

Makrofag

Miejsce docelowe działania leku

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

Ludzka komórka DNA Gen MYLIPWprowadzamy go we fragment kolistego DNA zwanego plazmidem

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?

Plazmid zawiera gen oporności na antybiotyk.

?

Gen oporności na antybiotyk

Gen MYLIP

JAK DOPILNOWAĆ, ABY TRANSFORMOWANE BAKTERIE NAMNAŻAŁY SIĘ?

Gen oporności na ampicylinę

Gen MYLIP Ampicylina

Ampicylina

W JAKI SPOSÓB WYIZOLOWAĆ PLAZMIDOWE DNA Z HODOWLI BAKTERYJNEJ?

Procedura Mini-prep:

Poprzez stosowanie różnych rozpuszczalników i cykli wirowania, stopniowo są odrzucane różne składniki komórkowe

?

ROZTWÓR 2

ROZTWÓR 3

CHLOROPAN ETANOL Gen MYLIP Gen

oporności na ampicylinę

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!!

AUTOR PARTNERZY PROJEKTU:

Badacze, którzy opracowali niniejszą prezentację: Theresa León, Jonathan Matalonga, Uniwersytet w Barcelonie

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/

FINANSOWANIE: