Εάν η θερμοκρασία αυξάνεται, ο ζωντανός οργανισμός αντιδρά σε αυτό παράγοντας ιδιαίτερες ενώσεις που ονομάζονται «πρωτεΐνες θερμικού σοκ». Έτσι αντιδρά ένας άνθρωπος, έτσι αντιδρά η γάτα, έτσι αντιδρά κάθε πλάσμα, αφού αποτελείται από ζωντανά κύτταρα. Ωστόσο, όχι μόνο η αύξηση της θερμοκρασίας προκαλεί τη σύνθεση της πρωτεΐνης θερμικού σοκ των χλαμυδίων και άλλων ειδών. Τα σοβαρά στρες συχνά προκαλούν καταστάσεις.
Γενικές πληροφορίες
Επειδή οι πρωτεΐνες θερμικού σοκ παράγονται από το σώμα μόνο σε συγκεκριμένες καταστάσεις, έχουν πολλές διαφορές από τις κανονικά παραγόμενες ενώσεις. Η περίοδος σχηματισμού τους χαρακτηρίζεται από αναστολή της έκφρασης της κύριας δεξαμενής πρωτεΐνης, η οποία παίζει σημαντικό ρόλο στο μεταβολισμό.
Ευκαρυώτες HSP-70, οι προκαρυώτες DnaK είναι μια οικογένεια στην οποία οι επιστήμονες έχουν συνδυάσει πρωτεΐνες θερμικού σοκ που είναι σημαντικές για την επιβίωση σε κυτταρικό επίπεδο. Αυτό σημαίνει ότι χάρη σε τέτοιες ενώσεις, το κύτταρο μπορεί να συνεχίσει να λειτουργεί ακόμη και σε μια κατάσταση όπου το στρες, η θερμότητα και ένα επιθετικό περιβάλλον αντιστέκονται σε αυτό. Ωστόσο, οι πρωτεΐνες αυτής της οικογένειας μπορούν επίσης να συμμετέχουν σε διαδικασίες που συμβαίνουν υπό κανονικές συνθήκες.
Βιολογία σε μικροσκοπικό επίπεδο
Αν οι τομείς είναι 100% ίδιοι, τότε οι ευκαρυώτες, οι προκαρυώτες είναι περισσότεροιαπό 50% ομόλογο. Οι επιστήμονες έχουν αποδείξει ότι στη φύση, μεταξύ όλων των πρωτεϊνικών ομάδων, το HSP των 70 kDa είναι ένα από τα πιο συντηρητικά. Μελέτες αφιερωμένες σε αυτό έγιναν το 1988 και το 1993. Πιθανώς, το φαινόμενο μπορεί να εξηγηθεί μέσω της λειτουργικότητας συνοδού που είναι εγγενής στις πρωτεΐνες θερμικού σοκ στους ενδοκυτταρικούς μηχανισμούς.
Πώς λειτουργεί;
Αν λάβουμε υπόψη τους ευκαρυώτες, τότε τα γονίδια HSP επάγονται υπό την επίδραση θερμικού σοκ. Εάν κάποιο κύτταρο γλίτωσε από αγχωτικές συνθήκες, τότε οι παράγοντες είναι παρόντες στον πυρήνα, το κυτταρόπλασμα ως μονομερή. Αυτή η ένωση δεν έχει δραστηριότητα δέσμευσης DNA.
Βιώνοντας στρεσογόνες καταστάσεις, το κύτταρο συμπεριφέρεται ως εξής: Το Hsp70 αποκόπτεται, το οποίο ξεκινά την παραγωγή μετουσιωμένων πρωτεϊνών. Το HSP σχηματίζει τριμερή, η δραστηριότητα αλλάζει τον χαρακτήρα του και επηρεάζει το DNA, το οποίο τελικά οδηγεί στη συσσώρευση συστατικών στον πυρήνα του κυττάρου. Η διαδικασία συνοδεύεται από πολλαπλή αύξηση της μεταγραφής συνοδών. Φυσικά, η κατάσταση που προκάλεσε αυτό περνάει με την πάροδο του χρόνου και μέχρι να συμβεί αυτό, το Hsp70 μπορεί και πάλι να συμπεριληφθεί στο HSP. Η δραστηριότητα που σχετίζεται με το DNA εξαφανίζεται, το κύτταρο συνεχίζει να λειτουργεί σαν να μην είχε συμβεί τίποτα. Αυτή η αλληλουχία γεγονότων αποκαλύφθηκε ήδη από το 1993 σε μελέτες για το HSP που διεξήγαγε η Morimoto. Εάν ο οργανισμός επηρεάζεται από βακτήρια, τότε τα HSPs μπορούν να συγκεντρωθούν στον αρθρικό υμένα.
Γιατί και γιατί;
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι τα HSP σχηματίζονται ως αποτέλεσματην επιρροή μιας ποικιλίας αρνητικών, απειλητικών για τη ζωή καταστάσεων για το κύτταρο. Οι αγχωτικές, βλαβερές επιρροές από το εξωτερικό μπορεί να είναι εξαιρετικά διαφορετικές, αλλά να οδηγούν στην ίδια παραλλαγή. Λόγω της HSP, το κύτταρο επιβιώνει υπό την επίδραση επιθετικών παραγόντων.
Είναι γνωστό ότι τα HSP χωρίζονται σε τρεις οικογένειες. Επιπλέον, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι υπάρχουν αντισώματα στην πρωτεΐνη θερμικού σοκ. Η διαίρεση σε ομάδες HSP γίνεται λαμβάνοντας υπόψη το μοριακό βάρος. Τρεις κατηγορίες: 25, 70, 90 kDa. Εάν υπάρχει ένα κύτταρο που λειτουργεί κανονικά σε έναν ζωντανό οργανισμό, τότε μέσα του σίγουρα θα υπάρχουν διάφορες πρωτεΐνες αναμεμειγμένες μεταξύ τους, αρκετά παρόμοιες. Χάρη στο HSP, οι μετουσιωμένες πρωτεΐνες, καθώς και οι λανθασμένα διπλωμένες, μπορούν να γίνουν ξανά λύση. Ωστόσο, εκτός από αυτή τη συνάρτηση, υπάρχουν και κάποιες άλλες.
Τι γνωρίζουμε και τι μαντεύουμε
Μέχρι τώρα, η πρωτεΐνη θερμικού σοκ των χλαμυδίων, καθώς και άλλων HSPs, δεν έχει μελετηθεί πλήρως. Φυσικά, υπάρχουν ορισμένες ομάδες πρωτεϊνών για τις οποίες οι επιστήμονες έχουν αρκετά μεγάλο όγκο δεδομένων, και υπάρχουν και εκείνες που δεν έχουν ακόμη κατακτηθεί. Αλλά τώρα η επιστήμη έχει φτάσει σε ένα επίπεδο όπου η γνώση θα μας επιτρέψει να πούμε ότι στην ογκολογία, η πρωτεΐνη θερμικού σοκ μπορεί να είναι ένα πραγματικά χρήσιμο εργαλείο για να νικήσουμε μια από τις πιο τρομερές ασθένειες του αιώνα μας - τον καρκίνο.
Οι επιστήμονες έχουν τον μεγαλύτερο όγκο δεδομένων για το HSP Hsp70, το οποίο μπορεί να συνδεθεί με διάφορες πρωτεΐνες, συσσωματώματα, σύμπλοκα,ακόμα και με μη φυσιολογικές. Με την πάροδο του χρόνου, εμφανίζεται απελευθέρωση, συνοδευόμενη από τη σύνδεση του ATP. Αυτό σημαίνει ότι ένα διάλυμα εμφανίζεται ξανά στο κύτταρο και οι πρωτεΐνες που έχουν υποστεί μια εσφαλμένη διαδικασία αναδίπλωσης μπορούν να υποβληθούν ξανά σε αυτήν τη λειτουργία. Η υδρόλυση, η δέσμευση ATP είναι οι μηχανισμοί που το κατέστησαν δυνατό.
Ανωμαλίες και νόρμες
Είναι δύσκολο να υπερεκτιμηθεί ο ρόλος των πρωτεϊνών θερμικού σοκ για τους ζωντανούς οργανισμούς. Κάθε κύτταρο περιέχει πάντα μη φυσιολογικές πρωτεΐνες, η συγκέντρωση των οποίων μπορεί να αυξηθεί εάν υπάρχουν εξωτερικές προϋποθέσεις για αυτό. Μια τυπική ιστορία είναι η υπερθέρμανση ή η μόλυνση. Αυτό σημαίνει ότι για να συνεχιστεί η ζωή του κυττάρου, είναι επείγον να δημιουργηθεί μεγαλύτερη ποσότητα HSP. Ενεργοποιείται ο μηχανισμός μεταγραφής, ο οποίος ξεκινά την παραγωγή πρωτεϊνών, το κύτταρο προσαρμόζεται στις μεταβαλλόμενες συνθήκες και συνεχίζει να λειτουργεί. Ωστόσο, μαζί με τους ήδη γνωστούς μηχανισμούς, μένουν πολλά να ανακαλυφθούν. Συγκεκριμένα, τα αντισώματα έναντι της πρωτεΐνης θερμικού σοκ των χλαμυδίων είναι ένα πολύ μεγάλο πεδίο για τη δραστηριότητα των επιστημόνων.
HSP, όταν η πολυπεπτιδική αλυσίδα αυξάνεται και βρίσκονται σε συνθήκες που καθιστούν δυνατή τη σύναψη σχέσης μαζί της, αποφεύγουν τη μη ειδική συσσώρευση και αποικοδόμηση. Αντίθετα, το δίπλωμα συμβαίνει κανονικά, με τους απαραίτητους συνοδούς να συμμετέχουν στη διαδικασία. Το Hsp70 απαιτείται επιπρόσθετα για το ξεδίπλωμα των πολυπεπτιδικών αλυσίδων με τη συμμετοχή του ΑΤΡ. Με το HSP, είναι δυνατό να επιτευχθεί ότι οι μη πολικές περιοχές επηρεάζονται επίσης από ένζυμα.
HTS και ιατρική
Στη Ρωσία, οι επιστήμονες του FMBA κατάφεραν να δημιουργήσουν ένα νέο φάρμακο χρησιμοποιώντας πρωτεΐνη θερμικού σοκ για την κατασκευή του. Η θεραπεία για τον καρκίνο, που παρουσίασαν οι επιστήμονες, έχει ήδη περάσει την αρχική δοκιμή σε πειραματικά τρωκτικά που έχουν προσβληθεί από σαρκώματα και μελανώματα. Αυτά τα πειράματα μας επέτρεψαν να πούμε με σιγουριά ότι έχει γίνει ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στον αγώνα κατά της ογκολογίας.
Οι επιστήμονες πρότειναν και μπόρεσαν να αποδείξουν ότι η πρωτεΐνη θερμικού σοκ είναι φάρμακο ή μάλλον μπορεί να γίνει η βάση για ένα αποτελεσματικό φάρμακο, σε μεγάλο βαθμό λόγω του γεγονότος ότι αυτά τα μόρια σχηματίζονται σε στρεσογόνες καταστάσεις. Δεδομένου ότι αρχικά παράγονται από το σώμα για να εξασφαλίσουν την επιβίωση των κυττάρων, έχει προταθεί ότι, με τον κατάλληλο συνδυασμό με άλλα φάρμακα, μπορεί να καταπολεμηθεί ακόμη και ένας όγκος.
Το HSP βοηθά το φάρμακο να ανιχνεύσει άρρωστα κύτταρα σε ένα άρρωστο σώμα και να αντιμετωπίσει την ανακρίβεια του DNA σε αυτά. Αναμένεται ότι το νέο φάρμακο θα είναι εξίσου αποτελεσματικό για κάθε υποτύπο κακοήθων νοσημάτων. Ακούγεται σαν παραμύθι, αλλά οι γιατροί προχωρούν ακόμη παραπέρα - υποθέτουν ότι μια θεραπεία θα είναι διαθέσιμη σε απολύτως οποιοδήποτε στάδιο. Συμφωνώ, μια τέτοια πρωτεΐνη θερμικού σοκ από τον καρκίνο, όταν περάσει όλες τις δοκιμές και επιβεβαιώσει την αξιοπιστία της, θα γίνει ένα ανεκτίμητο πλεονέκτημα για τον ανθρώπινο πολιτισμό.
Διάγνωση και θεραπεία
Τις πιο λεπτομερείς πληροφορίες για την ελπίδα της σύγχρονης ιατρικής έδωσε ο γιατρός Simbirtsev, ένας από αυτούς που εργάστηκαν για τη δημιουργία του φαρμάκου. Από τη συνέντευξή τουμπορεί κανείς να καταλάβει με ποια λογική οι επιστήμονες κατασκεύασαν το φάρμακο και πώς θα πρέπει να φέρει αποτελεσματικότητα. Επιπλέον, μπορούν να εξαχθούν συμπεράσματα εάν η πρωτεΐνη θερμικού σοκ έχει ήδη περάσει κλινικές δοκιμές ή είναι ακόμη μπροστά.
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, εάν ο οργανισμός δεν βιώνει στρεσογόνες καταστάσεις, τότε η παραγωγή του BS γίνεται σε εξαιρετικά μικρό όγκο, αλλά αυξάνεται σημαντικά με την αλλαγή της εξωτερικής επιρροής. Ταυτόχρονα, ένα φυσιολογικό ανθρώπινο σώμα δεν είναι σε θέση να παράγει τέτοια ποσότητα HSP που θα βοηθούσε στην καταπολέμηση του αναδυόμενου κακοήθους νεοπλάσματος. "Τι θα συμβεί εάν το HTS εισαχθεί από έξω;" – οι επιστήμονες σκέφτηκαν και έκαναν αυτή την ιδέα τη βάση για τη μελέτη.
Πώς υποτίθεται ότι λειτουργεί;
Για να δημιουργήσουν ένα νέο φάρμακο, οι επιστήμονες στο εργαστήριο αναδημιούργησαν όλα όσα ήταν απαραίτητα για να αρχίσουν τα ζωντανά κύτταρα να παράγουν HSP. Για αυτό, λήφθηκε ένα ανθρώπινο γονίδιο, το οποίο υποβλήθηκε σε κλωνοποίηση χρησιμοποιώντας τον πιο πρόσφατο εξοπλισμό. Τα βακτήρια που μελετήθηκαν σε εργαστήρια έχουν αλλάξει έως ότου άρχισαν να παράγουν ανεξάρτητα την πρωτεΐνη που τόσο πολυπόθησαν οι επιστήμονες.
Οι επιστήμονες, με βάση τις πληροφορίες που συγκεντρώθηκαν κατά τη διάρκεια της έρευνας, κατέληξαν σε συμπεράσματα σχετικά με την επίδραση του HSP στον ανθρώπινο οργανισμό. Για να γίνει αυτό, ήταν απαραίτητο να οργανωθεί μια ανάλυση περίθλασης ακτίνων Χ της πρωτεΐνης. Δεν είναι καθόλου εύκολο να το κάνουμε αυτό: έπρεπε να στείλουμε δείγματα στην τροχιά του πλανήτη μας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι γήινες συνθήκες δεν είναι κατάλληλες για τη σωστή, ομοιόμορφη ανάπτυξη των κρυστάλλων. Και εδώ είναι τα κοσμικάΟι συνθήκες επιτρέπουν την απόκτηση ακριβώς εκείνων των κρυστάλλων που χρειάζονταν οι επιστήμονες. Όταν επέστρεψαν στον πλανήτη τους, τα πειραματικά δείγματα μοιράστηκαν μεταξύ Ιάπωνων και Ρώσων επιστημόνων, οι οποίοι έκαναν την ανάλυσή τους, όπως λένε, χωρίς να χάσουν δευτερόλεπτο.
Και τι βρήκαν;
Ενώ οι εργασίες προς αυτή την κατεύθυνση είναι ακόμη σε εξέλιξη. Ένας εκπρόσωπος της ομάδας των επιστημόνων είπε ότι ήταν δυνατό να διαπιστωθεί με ακρίβεια: δεν υπάρχει ακριβής σύνδεση μεταξύ του μορίου HSP και του οργάνου ή του ιστού ενός ζωντανού όντος. Και αυτό μιλάει για πολυχρηστικότητα. Αυτό σημαίνει ότι εάν η πρωτεΐνη θερμικού σοκ βρει εφαρμογή στην ιατρική, θα γίνει αμέσως πανάκεια για έναν τεράστιο αριθμό ασθενειών - ανεξάρτητα από το όργανο που προσβάλλεται από ένα κακοήθη νεόπλασμα, μπορεί να θεραπευτεί.
Αρχικά, οι επιστήμονες κατασκεύασαν το φάρμακο σε υγρή μορφή - ενίεται στα άτομα που δοκιμάστηκαν. Οι αρουραίοι και τα ποντίκια ελήφθησαν ως τα πρώτα δείγματα που εξετάστηκαν το προϊόν. Ήταν δυνατό να εντοπιστούν περιπτώσεις ίασης τόσο στο αρχικό όσο και στο τελευταίο στάδιο της ανάπτυξης της νόσου. Το τρέχον στάδιο ονομάζεται προκλινικές δοκιμές. Οι επιστήμονες υπολογίζουν το χρονοδιάγραμμα ολοκλήρωσής του τουλάχιστον ένα χρόνο. Μετά από αυτό, είναι ώρα για κλινικές δοκιμές. Στην αγορά, ένα νέο φάρμακο, ίσως μια πανάκεια, θα είναι διαθέσιμο σε άλλα 3-4 χρόνια. Ωστόσο, σύμφωνα με τους επιστήμονες, όλα αυτά είναι αληθινά μόνο εάν το έργο βρει χρηματοδότηση.
Να περιμένεις ή να μην περιμένεις;
Φυσικά, οι υποσχέσεις των γιατρών ακούγονται ελκυστικές, αλλά ταυτόχρονα προκαλούν δικαίως δυσπιστία. Πόσο καιρό υποφέρει η ανθρωπότητα από καρκίνο, πόσα θύματααυτή η ασθένεια ήταν τις τελευταίες δεκαετίες, και εδώ υπόσχονται όχι μόνο ένα αποτελεσματικό φάρμακο, αλλά μια πραγματική πανάκεια - από κάθε είδους, ανά πάσα στιγμή. Πώς μπορείτε να το πιστέψετε αυτό; Και χειρότερο από αυτό - να πιστεύεις, αλλά όχι να περιμένεις ή να περιμένεις, αλλά αποδεικνύεται ότι η θεραπεία δεν είναι καθόλου τόσο καλή όσο αναμενόταν, όπως είχε υποσχεθεί.
Η ανάπτυξη ενός φαρμάκου είναι μια τεχνική γενετικής μηχανικής, δηλαδή ο πιο προηγμένος τομέας της ιατρικής ως επιστήμης. Αυτό σημαίνει ότι με τη δέουσα επιτυχία, τα αποτελέσματα θα πρέπει πραγματικά να είναι εντυπωσιακά. Ωστόσο, αυτό σημαίνει επίσης ότι η διαδικασία είναι εξαιρετικά δαπανηρή. Κατά κανόνα, οι επενδυτές είναι πρόθυμοι να επενδύσουν πολλά χρήματα σε πολλά υποσχόμενα έργα, αλλά όταν το θέμα είναι τόσο υψηλού προφίλ, η πίεση είναι υψηλή και το χρονικό πλαίσιο είναι μάλλον ασαφές, οι κίνδυνοι εκτιμώνται ως τεράστιοι. Αυτές είναι πλέον αισιόδοξες προβλέψεις για 3-4 χρόνια, αλλά όλοι οι ειδικοί στην αγορά γνωρίζουν καλά πόσο συχνά το χρονικό πλαίσιο σέρνεται έως και δεκαετίες.
Καταπληκτικό, απίστευτο…ή μήπως;
Η βιοτεχνολογία είναι ένας τομέας που είναι κλειστός στην κατανόηση για τους απλούς. Επομένως, μπορούμε μόνο να ελπίζουμε στις λέξεις «η επιτυχία των προκλινικών δοκιμών». Η ονομασία λειτουργίας του φαρμάκου ήταν "Πρωτεΐνη θερμικού σοκ". Ωστόσο, το HSP είναι μόνο το κύριο συστατικό του φαρμάκου, το οποίο υπόσχεται να είναι μια σημαντική ανακάλυψη στην αγορά των αντικαρκινικών φαρμάκων. Εκτός από αυτό, η σύνθεση αναμένεται να περιλαμβάνει μια σειρά από χρήσιμες ουσίες, οι οποίες θα αποτελέσουν εγγύηση για την αποτελεσματικότητα του προϊόντος. Και όλα αυτά κατέστησαν δυνατά λόγω του ότι οι τελευταίες μελέτες του HSPέδειξε ότι το μόριο όχι μόνο βοηθά στην προστασία των ζωντανών κυττάρων από βλάβες, αλλά είναι επίσης ένα είδος «δείκτης δακτύλου» για το ανοσοποιητικό σύστημα, βοηθώντας στον εντοπισμό ποια κύτταρα επηρεάζονται από τον όγκο και ποια όχι. Με απλά λόγια, όταν το HSP εμφανίζεται σε αρκετά υψηλή συγκέντρωση στο σώμα, οι επιστήμονες ελπίζουν ότι η ανοσολογική απόκριση θα καταστρέψει από μόνη της τα άρρωστα στοιχεία.
Ελπίδα και περίμενε
Συνοψίζοντας, μπορούμε να πούμε ότι η καινοτομία κατά του όγκου βασίζεται στο γεγονός ότι το ίδιο το σώμα έχει ένα φάρμακο που θα μπορούσε να καταστρέψει το νεόπλασμα, απλώς από τη φύση του είναι μάλλον αδύναμο. Η συγκέντρωση είναι τόσο χαμηλή που κανείς δεν μπορεί καν να ονειρευτεί κάποιο θεραπευτικό αποτέλεσμα. Ταυτόχρονα, τα HSP βρίσκονται εν μέρει σε κύτταρα που δεν επηρεάζονται από όγκο και το μόριο δεν θα «φύγει» πουθενά από αυτά. Επομένως, είναι απαραίτητο να παρέχεται μια χρήσιμη ουσία από το εξωτερικό - έτσι ώστε να επηρεάζει περαιτέρω άμεσα τα επηρεαζόμενα στοιχεία. Παρεμπιπτόντως, ενώ οι επιστήμονες υποθέτουν ότι το φάρμακο δεν θα έχει καν παρενέργειες - και αυτό είναι με τόσο υψηλή απόδοση! Και εξηγούν αυτή τη «μαγεία» από το γεγονός ότι μελέτες έχουν δείξει ότι δεν υπάρχει τοξικότητα. Ωστόσο, τα τελικά συμπεράσματα θα βγουν όταν ολοκληρωθούν οι προκλινικές δοκιμές, οι οποίες θα απαιτήσουν τουλάχιστον ένα χρόνο.
