Newsy

Polscy fizycy odkryli nową metodę wczesnego wykrywania zmian w DNA. To nowe odkrycie w dziedzinie celowanych terapii nowotworowych

2021-07-28  |  06:00
Mówi: dr inż. Piotr Hańczyc
Funkcja:Wydział Fizyki
Firma:Uniwersytet Warszawski
  • MP4
  • Polscy naukowcy z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego trafili na okładkę prestiżowego „The Journal of Physical Chemistry Letters”. Odkryte przez nich zjawisko pozwala wykrywać zmiany w strukturze DNA już na etapie molekularnym dzięki barwnikom organicznym pobudzanym za pomocą światła laserowego. W przyszłości to odkrycie może być znaczące m.in. dla spersonalizowanych terapii i wczesnej diagnostyki chorób nowotworowych, genetycznych i neurodegeneracyjnych. Na jego bazie mogą powstać szybkie testy genetyczne w kierunku m.in. raka czy choroby Alzheimera.

    – Kod genetyczny składa się z podwójnej helisy DNA, ale przy bardzo skomplikowanych procesach biologii molekularnej to DNA podlega różnym zmianom, np. pod wpływem środowiska, czynników zewnętrznych czy nawet naszego stylu życia. Zatem przy odpowiednich okolicznościach mogą wystąpić błędy, np. rozwijanie helisy DNA czy inne procesy, które powodują degradację kwasu nukleinowego. I naszym zadaniem jest zdiagnozowanie takich miejsc, a później zastosowanie terapii celowanych – tłumaczy w rozmowie z agencją informacyjną Newseria Innowacje dr inż. Piotr Hańczyc z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego.

    Naukowcy z Laboratorium Procesów Ultraszybkich (LPU), działającym na Wydziale Fizyki UW, prowadzą w tej chwili zaawansowane badania z zakresu optyki laserowej. Wykorzystanie lasera, barwników organicznych i efektu oddziaływania światła z materią pozwoliło im badać różne struktury materiałów biologicznych, takich jak białka lub właśnie DNA. To tzw. laserowanie – precyzyjna technika optyczna, która umożliwia wykrycie zmian w strukturze DNA już na poziomie molekularnym.

    Odkrycie polskich fizyków może mieć przełomowe znaczenie dla medycyny, ponieważ to właśnie zmiany w DNA są jedną z przyczyn nowotworów. Wykrywanie ich na bardzo wczesnym etapie pozwoli leczyć je skuteczniej, we wczesnym stadium choroby.

    – Jeśli chodzi o nasze badania, staramy się iść właśnie w tym kierunku, aby wykrywać te zmiany i dać potencjalną informację dla terapii przeciwnowotworowych – wskazuje dr Piotr Hańczyc.

    Efekty badań prowadzonych przez fizyków z UW są na tyle przełomowe, że zostały już opublikowane w prestiżowym „The Journal of Physical Chemistry Letters”, a grafikę wizualizującą odkrycie umieszczono na okładce czasopisma.

    – Odkrycie, którego dokonaliśmy, polega na wybarwieniu tych struktur DNA za pomocą barwnika histologicznego – bardzo popularnego, powszechnie stosowanego w medycynie i wykorzystywanego w laboratoriach diagnostycznych. I jest to o tyle rewolucyjne i ciekawe, że pozwala na dużo większą czułość wykrywania tych zmian strukturalnych za pomocą technik spektroskopii laserowej, z których korzystamy w LPU – mówi fizyk z UW.

    Jak wyjaśnia, technologia opracowana przez fizyków z UW jest rozwinięciem metod, które są już szeroko wykorzystywane w laboratoriach diagnostycznych, o nowe zjawisko optyczne. Można ją więc łatwo zaimplementować do już istniejących procedur.

    – Laserowanie to wzmocnienie emisji światła, tzw. fluorescencji, w procesie wzmocnionej emisji spontanicznej. Brzmi to bardzo fachowo, natomiast polega tylko na tym, że wykorzystujemy lasery do napompowania cząsteczek barwnika związanych z DNA. Z drugiej strony – obserwujemy ten sam efekt, który jest podstawą lasera, czyli efekt laserowania, i jest to tzw. wzmocniona emisja spontaniczna. To zjawisko pozwala na generację silnego światła w odpowiedzi na zmiany w materiale biologicznym, takim jak właśnie DNA. Pozwala to poprawić efektywność wykrywania potencjalnych zmian czy uszkodzeń w kodzie genetycznym – tłumaczy ekspert.

    Co istotne, odkrycie polskich fizyków może być znaczące nie tylko dla wczesnej diagnostyki nowotworów czy chorób genetycznych. Prace nad zastosowaniem wzmocnionej emisji spontanicznej w materiałach biologicznych, które są aktualnie prowadzone w LPU, dotyczą bowiem nie tylko struktury DNA. Obejmują też mechanizmy agregacji białek, które prowadzą do powstawania toksycznych agregatów, tzw. amyloidów. Są one odpowiedzialne m.in. za rozwój choroby Alzheimera i Parkinsona. W przyszłości nową technologię można będzie więc wykorzystywać w diagnostyce chorób neurodegeneracyjnych i otępiennych.

    – Aby mówić o wymiernych korzyściach i diagnostyce dostępnej dla pacjentów, którzy mieli np. w rodzinie chorobę Alzheimera, musimy najpierw nawiązać szeroko rozumianą współpracę ze środowiskiem medycznym i przeprowadzić duże badania statystyczne. Pokazaliśmy już efekt optyczny – zjawisko nowe, bardzo ciekawe i może być przełomowe. Natomiast wszystko to musi jeszcze zostać potwierdzone w badaniach klinicznych, prowadzonych wspólnie z lekarzami, musimy to przeanalizować na reprezentatywnej grupie próbek. I to dopiero pierwszy etap badań klinicznych. Później jest etap drugi i trzeci, kiedy możemy myśleć o gotowym teście diagnostycznym dla pacjentów – tłumaczy dr Piotr Hańczyc.

    Kalendarium

    Więcej ważnych informacji

    Jedynka Newserii

    Jedynka Newserii

    Handel

    W okresie okołoświątecznym Polacy generują duże ilości elektroodpadów. Połowa nie wie, że nie można ich wyrzucić do śmietnika

    Polacy mają problem z prawidłowym wskazaniem elektroodpadów i nie do końca wiedzą, gdzie oddawać takie zużyte sprzęty – pokazuje badanie agencji badawczej Zymetria na zlecenie RLG. 34 proc. badanych przyznało, że zdarzyło im się źle zutylizować wyrzucane elektroodpady. Odpady, które najczęściej trafiają w nieodpowiednie miejsce, to m.in. kable, ładowarki czy słuchawki. – Podobnie jest z różnego rodzaju golarkami, lokówkami, zabawkami na baterie i innymi małymi sprzętami, czyli tym, co niebawem będziemy kupować pod choinkę – zauważa Monika Wyciechowska z RLG w Polsce. Jak wskazuje, ponad połowa Polaków nie wie, że starych sprzętów nie wolno wyrzucać do pięciu frakcji, ale trzeba je oddać do specjalnych punktów zbiórki.

    Partner serwisu

    Edukacja

    Demografia, zdrowie, edukacja i ekologia. Nowe technologie mają coraz większe znaczenie dla rozwiązywania najbardziej palących problemów

    O pozytywnym wpływie technologii na biznes mówi się od dawna, za czym idą rosnące z roku na rok inwestycje przedsiębiorstw w ten obszar, m.in. chmurę czy sztuczną inteligencję. Coraz częściej nowe technologie znajdują także zastosowanie w rozwiązywaniu palących problemów globalnych. Pracują nad nimi zarówno duże korporacje, naukowcy i studenci, jak i start-upy z całego świata. – Nowe technologie posiadają ogromny potencjał w przekształcaniu i wspieraniu kluczowych obszarów społeczno-gospodarczych, takich jak edukacja, zdrowie, środowisko i gospodarka – mówi Alicja Tatarczuk z Huaweia. Koncern szuka takich innowacyjnych pomysłów wśród młodych naukowców w swoim konkursie Tech4Good, który jest częścią programu Seeds for the Future.

    Handel

    Technologie rewolucjonizują biznes restauracyjny. Kioski samoobsługowe, kody QR, a wkrótce sztuczna inteligencja będą standardem w branży gastronomicznej

    Digitalizacja i nowe technologie stają się głównym motorem rozwoju branży restauracyjnej, a rozwiązania technologiczne – takie jak kody QR, kioski samoobsługowe, cyfrowe menu czy systemy AI wspierające sprzedaż – coraz powszechniej pojawiają się w stacjonarnych restauracjach, usprawniając ich funkcjonowanie i przyciągając klientów. – Niewątpliwie technologia będzie nadal zmieniać sektor gastronomiczny. Im lepsze interakcje z klientem, tym częściej korzysta on z naszych usług – mówi Luis Comas, CEO AmRestu, operatora m.in. marek: KFC, Starbucks, Pizza Hut i Burger King, który w tym roku obchodzi 30-lecie swojej działalności.

    Szkolenia

    Akademia Newserii

    Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a  także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.