Medycyna powinna uwzględniać to, że każda z płci może inaczej reagować na choroby i leki; ale przez dekady ignorowała kobiety – powiedziała PAP dr Kinga Szydłowska z Instytutu Nenckiego PAN. Dodała, że różnice między mężczyznami i kobietami widać już na poziomie komórkowym.

Medycyna powinna uwzględniać to, że każda z płci może inaczej reagować na choroby i leki; ale przez dekady ignorowała kobiety – powiedziała PAP dr Kinga Szydłowska z Instytutu Nenckiego PAN. Dodała, że różnice między mężczyznami i kobietami widać już na poziomie komórkowym. 

Dr Kinga Szydłowska z Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego Polskiej Akademii Nauk specjalizuje się w neurobiologii molekularnej. Przez lata badała udary mózgu, padaczkę i prowadziła badania przedkliniczne w Toronto Western Hospital. Obecnie w Instytucie Nenckiego PAN bada wpływ wzbogacenia środowiska (bodźców kognitywnych, ruchowych i społecznych) na mózg zwierząt. 

Jak opowiadała w rozmowie z PAP, dopiero w latach 90. XX w. amerykańskie agencje ds. badań nad lekami wydały pierwsze zalecenia, aby badania nowych leków obejmowały obie płcie. 

– Wcześniej przez dziesięciolecia traktowano organizm mężczyzny jako domyślny standard, zgodnie z którym opracowuje się terapie, a kobiety uważano za jego mniejszą wersję. Tymczasem wiele chorób przebiega u kobiet inaczej, także powszechnie stosowane leki w takiej samej dawce mogą różnie działać u kobiet i mężczyzn – zwróciła uwagę naukowczyni.

Zdaniem dr Szydłowskiej lekceważenie kobiet przez medycynę to pokłosie tragicznych wydarzeń wywołanych stosowaniem leku talidomid. – W latach 50. XX w. zapisywano go m.in. kobietom w ciąży na nudności. Jednak po kilku latach okazało się, że wywoływał on bardzo silne zaburzenia rozwojowe i doprowadził do ok. 90 tys. poronień, a ponad 15 tys. dzieci urodziło się z poważnymi wadami wrodzonymi – przypomniała badaczka.

Dodała, że w środowisku medycznym przypadek tego farmaceutyku wywołał przerażenie. – Doprowadziło to do zaprzestania badania jakichkolwiek leków na kobietach, a zwłaszcza na kobietach w ciąży i karmiących, by uniknąć ryzyka wystąpienia powikłań w rozwoju dziecka – powiedziała dr Szydłowska.

Jednak, jak zaznaczyła, nawet po rozpoczęciu badań na kobietach, dane kobiet i mężczyzn analizowano zbiorczo – w ponad 80 proc. badań podawano je bez rozróżnienia na płeć. – Kiedy po jakimś czasie przeanalizowano te wyniki w podziale na grupy kobiet i mężczyzn, okazało się, że u kobiet w porównaniu z mężczyznami występują duże różnice w parametrach farmakokinetyki leków – czyli jak szybko i jakie stężenie lek osiąga w organizmie, w jakich tkankach jest obecny i jak szybko jest usuwany. W efekcie dla wielu leków dawki ustalone dla kobiet były zbyt wysokie – powiedziała dr Szydłowska.

Jak podkreśliła, kobiety i mężczyźni różnią się nie tylko hormonami albo narządami płciowymi, różnice występują także na poziomie fizjologicznym. – U kobiet inaczej może przebiegać oczyszczanie organizmu z pewnych substancji przez nerki lub wątrobę. Żołądek kobiet wolniej opróżnia się z treści pokarmowej, różnice pojawiają się również w zawartości wody i tkanki mięśniowej w organizmie. A to wpływa na czas utrzymywania się w ciele leku oraz jego metabolizm – powiedziała.

W skrajnych przypadkach lek był usuwany z organizmu mężczyzn po dwóch godzinach, a u kobiet znajdował się 48 godzin. – Pod koniec lat 90. i na początku lat 2000 dziesięć leków stosowanych w leczeniu różnych chorób zostało czasowo wycofanych z rynku z powodu poważnych efektów ubocznych u kobiet.

To na przykład zolpiden – lek stosowany w psychiatrii, nasenny i uspokajający. Kobiety przyjmujące takie same dawki jak mężczyźni wolniej metabolizowały i wydalały lek nasenny, przez co rano miały trudności z wybudzaniem, a ich funkcje poznawcze i sprawność psychoruchowa były upośledzone. To z kolei utrudniało codzienne funkcjonowanie i prowadziło na przykład do wypadków samochodowych. Dopiero po latach Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków (ang. Food and Drug Administration, FDA) wydała zalecenie zmniejszenia jego dawki dla kobiet o połowę – opisywała dr Szydłowska.

Kolejnym takim przykładem może być digoksyna, lek nasercowy stosowany u osób z przewlekłą niewydolnością serca lub migotaniem przedsionków. Ten medykament bardzo skutecznie pomaga mężczyznom, znacząco zmniejsza u nich ryzyko długiej hospitalizacji. Jednak okazało się, że u kobiet wręcz zwiększa ryzyko śmierci. – Na szczęście ponowne badanie sprawiło, że po redukcji dawki ten lek u kobiet może być z powodzeniem stosowany – zaznaczyła ekspertka.

Jej zdaniem w badaniach klinicznych coraz częściej są uwzględniane kobiety. Najnowsze dyrektywy Unii Europejskiej (UE) z lat 2021 i 2022 zalecają testowanie leków na obu płciach i dopuszczają w określonych sytuacjach badania z udziałem kobiet w ciąży lub karmiących piersią.

– Rekrutacja uczestniczek bywa jednak wyzwaniem dla firm farmaceutycznych. Standardowo lek bada się najpierw ogólnie na kobietach, a przy uzasadnionej potrzebie wprowadza się dodatkowe badania. Wymagane jest stosowanie antykoncepcji lub rekrutowanie kobiet po okresie rozrodczym. Jednak proces badania nowego leku trwa od 10 do 30 lat, w związku z czym wiele farmaceutyków dostępnych na rynku przebadano dawno temu według starych zasad – podkreśliła dr Szydłowska. 

Poważniejszym problemem pozostają badania podstawowe, z których wywodzą się nowe leki. Większość z nich wciąż wykonuje się głównie na samcach zwierząt lub komórkach pochodzenia męskiego, aby uniknąć zmienności wyników. Grozi to pominięciem substancji, które mogłyby skuteczniej działać u samic, a w wyniku tego u kobiet.

Jak wyjaśniła dr Kinga Szydłowska, leki działają inaczej u każdej z płci, bo różnice między kobietami i mężczyznami widać również na poziomie komórkowym. Komórki męskie i żeńskie różnią się m.in. się długością telomerów – struktur na końcach chromosomów, nadzorujących podziały komórkowe. – U mężczyzn telomery są krótsze niż u kobiet w tym samym wieku, co oznacza, że biologicznie mężczyźni są minimalnie starsi. Różnice występują także w funkcjonowaniu mitochondriów w produkcji energii i odporności na wolne rodniki tlenowe – tłumaczyła naukowczyni.

Kolejną różnicą jest poziom autofagii, czyli naturalnego procesu samooczyszczania komórek z toksycznych białek i uszkodzonych struktur. – W niektórych typach komórek kobiety mają niższy poziom autofagii, a na przykład w mózgu autofagia usuwa szkodliwe białka, takie jak beta-amyloid czy białko tau, powiązane z chorobą Alzheimera. Niższy poziom autofagii oraz wcześniejsze odkładanie się białka tau u kobiet mogą tłumaczyć, dlaczego stanowią one 2/3 chorych na Alzheimera w USA i ogólnie częściej zapadają na to schorzenie – opowiadała ekspertka z Instytutu Nenckiego PAN.

Z kolei, jak dodała, w przypadku stwardnienia rozsianego kobiety chorują częściej z powodu bardziej intensywnie działającego układu odpornościowego, co zwiększa też podatność na inne choroby autoimmunologiczne. – U mężczyzn stwardnienie rozsiane występuje rzadziej, ale choroba postępuje szybciej i ma ostrzejszą postać, ponieważ ich komórki nerwowe są bardziej podatne na stres oksydacyjny, stany zapalne trwają dłużej, a na skrajach uszkodzeń szybciej gromadzi się żelazo – opisała.

Podkreśliła, że współczesna medycyna odchodzi od jednego wzorca pacjenta. – Przyszłością jest medycyna spersonalizowana. Wkrótce będziemy mogli zaprojektować terapię indywidualnie dla każdej osoby – podsumowała dr Kinga Szydłowska.

Źródło: Nauka w Polsce

Tegoroczna Nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny została przyznana za odkrycia, które doprowadziły do rozwoju optogenetyki – metody pozwalającej za pomocą światła kontrolować aktywność wybranych komórek. Nagrodę otrzymali Karl Deisseroth, Peter Hegemann i Georg Nagel za odkrycia dotyczące kanałów jonowych wrażliwych na światło i optogenetyki.

W dużym uproszczeniu naukowcy znaleźli sposób, by wybrane komórki – na przykład neurony – uczynić wrażliwymi na światło. Dzięki temu można za pomocą impulsów świetlnych pobudzać je lub hamować i obserwować, jak wpływa to na działanie innych komórek oraz całych sieci neuronalnych.

– Odkrycie nagrodzone Noblem uosabia współpracę między naukami podstawowymi a klinicznym– tłumaczy prof. Jerzy Mozrzymas, kierownik Katedry i Zakładu Biofizyki i Neurobiologii Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu, gdzie wykorzystuje się optogenetykę do badań naukowych. –  Najpierw Peter Hegemann i Georg Nagel odkryli u alg kanał jonowy aktywowany światłem. Przełom nastąpił, kiedy Karl Deisseroth wpadł na pomysł, żeby za pomocą metod genetycznych doprowadzić do wprowadzenia takich kanałów w wybranych komórkach nerwowych. Dzięki temu światłem możemy włączać i wyłączać określone neurony, a następnie obserwować ich wpływ na inne komórki w sieci neuronalnej. Otworzyło to zupełnie nowe możliwości poznawania funkcji poszczególnych neuronów.

Optogenetyka pozwoliła neurobiologom badać poszczególne typy neuronów z precyzją, która wcześniej była nieosiągalna. Ma to szczególne znaczenie, ponieważ komórki nerwowe są niezwykle zróżnicowane, a nawet w niewielkich strukturach mózgu występuje wiele ich rodzajów, pełniących odmienne funkcje.

Metoda umożliwia również kontrolowanie aktywności określonych neuronów u żywych zwierząt. Naukowcy mogą dzięki temu sprawdzać, jak konkretne obwody mózgu wpływają na zachowanie, procesy uczenia się czy tworzenie śladów pamięciowych.

Znaczenie odkrycia nie ogranicza się jednak do badań podstawowych. Trwają już badania nad wykorzystaniem optogenetyki w medycynie, m.in. do przywracania wzroku w niektórych chorobach siatkówki – na przykład w zwyrodnieniu barwnikowym siatkówki, przy którym obumierają komórki fotoreceptorowe. Światłoczułe białka wprowadza się do komórek siatkówki oka (innych niż fotoreceptory), aby umożliwić siatkówce  reagowanie na światło.

– To odkrycie otwiera zatem nowy rozdział nie tylko w neurobiologii, ale także w medycynie i innych naukach biologicznych. Pozwala coraz lepiej rozumieć mechanizmy prawidłowego i patologicznego funkcjonowania mózgu, a w przyszłości wiedza ta może prowadzić do rozwoju nowych metod terapii – podkreśla prof. Mozrzymas.

Dla naukowców z Katedry i Zakładu Biofizyki i Neurobiologii UMW odkrycia tegorocznych noblistów mają także bardzo praktyczny wymiar. Optogenetykę wykorzystują w swoich badaniach od blisko pięciu lat. Koncentrują się m.in. na molekularnych mechanizmach uczenia się i pamięci oraz związanych z nimi zmianach zachodzących w synapsach – miejscach, w których neurony komunikują się ze sobą.

– Szczególnie interesują nas synapsy hamujące – mówi dr Grzegorz Wiera, prof. UMW. – Można je porównać do „hamulców” układu nerwowego – ograniczają aktywność neuronów i pomagają zachować właściwą równowagę pomiędzy pobudzeniem a hamowaniem. Jednocześnie same mogą zmieniać siłę swojego działania. Ta zdolność, nazywana plastycznością synaptyczną, ma znaczenie m.in. dla uczenia się i pamięci. Optogenetyka to ogromny przełom w badaniach neurobiologicznych. W naszym laboratorium pozwala nam kontrolować aktywność poszczególnych neuronów hamujących i badać, w jaki sposób zmieniają się tworzone przez nie synapsy. Bez tej techniki nie moglibyśmy prowadzić naszych badań z taką precyzją.

Dobrym przykładem skali wyzwania jest hipokamp – struktura mózgu odgrywająca kluczową rolę m.in. w procesach pamięci. Występuje w nim kilkadziesiąt rodzajów neuronów hamujących. Optogenetyka pozwala naukowcom wybierać konkretne ich populacje, kontrolować ich aktywność i sprawdzać, jaką funkcję pełnią w całej sieci neuronalnej.

Badania te rozwijane są obecnie w ramach dwóch dużych projektów Narodowego Centrum Nauki OPUS. Prof. Jerzy Mozrzymas kieruje projektem dotyczącym molekularnych mechanizmów plastyczności synaps GABAergicznych w hipokampie, a dr  Grzegorz Wiera, prof. UMW  prowadzi natomiast projekt poświęcony plastyczności GABAergicznej i jej znaczeniu dla procesów zachodzących podczas uczenia się i pamięci. W obu projektach naukowcy wykorzystują techniki optogenetyczne – narzędzia, których rozwój umożliwiły odkrycia tegorocznych noblistów.

Dorobek Katedry i Zakładu Biofizyki i Neurobiologii UMW był wielokrotnie nagradzany. Zespół ma na koncie m.in. w bieżącym roku wyróżnienie w konkursie im. Jerzego Konorskiego, przyznawaną za najlepszą polską pracę z dziedziny neurobiologii. W poprzednich edycjach tego konkursu publikacje tego zespołu były już kilkakrotnie nagradzane i wyróżniane za wkład w badaniach nad procesami hamowania w mózgu.

Źródło: UMW

Foto: UMW

Karl Deisseroth, Peter Hegemann i Georg Nagel otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny za odkrycia, które doprowadziły do rozwoju optogenetyki. Metoda pozwala naukowcom za pomocą światła uruchamiać lub hamować wybrane komórki nerwowe. Dzięki temu można znacznie dokładniej sprawdzać, jak poszczególne neurony i obwody w mózgu odpowiadają za pamięć, emocje czy zachowanie.

Historia tegorocznego Nobla zaczęła się od badań nad jednokomórkowymi glonami. Peter Hegemann i Georg Nagel badali, w jaki sposób organizmy te reagują na światło. Kluczowe okazały się światłoczułe białka nazywane channelrhodopsinami. Pod wpływem światła otwierają one kanały w błonie komórkowej i umożliwiają przepływ jonów.

Naukowcy zorientowali się, że mechanizm ten można wykorzystać również w innych komórkach. Jeśli odpowiedni gen zostanie wprowadzony do neuronu, komórka nerwowa może stać się wrażliwa na światło.

Ten pomysł rozwinął Karl Deisseroth. W 2005 roku jego zespół pokazał, że neurony wyposażone w światłoczułe białko można pobudzać za pomocą światła. W kolejnych badaniach metoda zaczęła być stosowana u żywych zwierząt. Tak rozwinęła się optogenetyka.

Po co sterować neuronami światłem?

Mózg składa się z ogromnej liczby komórek nerwowych tworzących skomplikowaną sieć. Samo zaobserwowanie, że jakiś obszar mózgu jest aktywny, nie zawsze pozwala stwierdzić, za co dokładnie odpowiada.

Optogenetyka daje badaczom znacznie większą kontrolę. Mogą wybrać konkretną grupę neuronów, pobudzić ją światłem lub zahamować jej działanie i obserwować reakcję organizmu.

W ten sposób można na przykład sprawdzać, które obwody nerwowe uczestniczą w tworzeniu wspomnień, wywoływaniu określonych zachowań czy regulowaniu emocji. Metoda stała się również ważnym narzędziem w badaniach nad chorobami neurologicznymi i zaburzeniami psychicznymi.

Nie oznacza to jednak, że lekarze mogą już leczyć choroby mózgu, „świecąc” na neurony pacjenta. Optogenetyka pozostaje przede wszystkim niezwykle ważnym narzędziem badawczym. Trwają jednak prace nad jej potencjalnymi zastosowaniami medycznymi. Jednym z badanych kierunków jest wykorzystanie światłoczułych białek do przywracania reakcji na światło u osób z niektórymi chorobami prowadzącymi do utraty wzroku.

Tegoroczny Nobel nagradza więc nie gotową terapię, ale metodę, która dała naukowcom zupełnie nowy sposób badania mózgu. Pozwala nie tylko obserwować pracę neuronów, ale także precyzyjnie wpływać na ich aktywność i sprawdzać, jakie są tego skutki.

Nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny otwiera tegoroczny tydzień noblowski. Laureaci podzielą między siebie nagrodę w wysokości 12 mln koron szwedzkich.

Polscy naukowcy powołali we Wrocławiu Polskie Towarzystwo Glejowe – Polish Glia Network. Główne cele to tworzenie platformy bezpośrednich spotkań i wymiany doświadczeń, ułatwienie wspólnych inicjatyw naukowych w kraju i wzrost roli polskich badaczy gleju na arenie międzynarodowej.

Komórki glejowe współdecydują o tym, jak działa mózg. Zapewniają neuronom wsparcie energetyczne, chronią włókna nerwowe i regulują komunikację między komórkami, wpływają również na pamięć i sposób, w jaki mózg reaguje na stres. Dlatego poznanie gleju może pomóc wyjaśnić mechanizmy oraz wskazać nowe cele terapeutyczne chorób neurodegeneracyjnych i zaburzeń psychicznych. To właśnie wokół tych pytań polscy naukowcy budują Polish Glia Network – napisali twórcy stowarzyszenia.

– Polska dołącza do krajów, w których regionalne sieci badaczy gleju już powstały, takich jak Niemcy, Francja, Hiszpania czy Wielka Brytania. Nasza inicjatywa pomoże nam w wymianie doświadczeń ze środowiskiem międzynarodowym oraz pozwoli włączyć się w struktury europejskie, które w ostatnim czasie bardzo mocno się rozwijają – powiedział dr Michał Ślęzak z Centrum P4Health w Łukasiewicz – PORT, gospodarza założycielskiego spotkania.

Jedną z ważnych inicjatyw jest projekt COST EU-Glia, finansowany przez Komisję Europejską, którego inauguracja miała miejsce w tym miesiącu, w Brukseli.

– Projekt ten, obejmujący przedstawicieli większości krajów Europy, ma na celu wsparcie badań gleju przez nawiązywanie nowych kontaktów badawczych, wspólne inicjatywy i podnoszenie świadomości społecznej znaczenia badań mózgu – dodał dr Ślęzak.

Przygotowania do powołania Polskiego Towarzystwa Glejowego odbyły się pod koniec września br. z inicjatywy Centrum Doskonałości P4Health w instytucie Łukasiewicz – PORT we Wrocławiu i Warsaw Glia Community, towarzystwa powstałego przed dwoma laty. Powołano na nim 9-osobowy zarząd Polish Glia Network, który zajmie się budowaniem struktury stowarzyszenia o charakterze ogólnopolskim.

Gośćmi spotkania byli prof. Joao Relvas z Uniwersytetu w Porto, Sekretarz Generalny Międzynarodowej Organizacji Badań Mózgu (IBRO) i członek zarządu Fundacji Network Glia, oraz prof. Kerstin Lenk z Politechniki w Grazu, liderka projektu COST EU-Glia.

Wśród założycieli ogólnopolskiego stowarzyszenia znaleźli się przedstawiciele: Uniwersytetu Warszawskiego, Uniwersytetu Jagiellońskiego, Politechniki Wrocławskiej, Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN, Instytutu Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej im. M. Mossakowskiego PAN, Instytut Podstaw Informatyki PAN, Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN, Instytutu Farmakologii im. J. Maja PAN, Uniwersytetu Medycznego im. Piastów Śląskich we Wrocławiu, Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego, Uniwersytetu Medycznego im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu, Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego w Szczecinie, SGGW oraz Sieci Badawczej Łukasiewicz – PORT. (PAP)

Źródło: Nauka w Polsce