Ha a hőmérséklet emelkedik, az élő szervezet erre reagál sajátos vegyületek, úgynevezett "hősokk-fehérjék" termelésével. Így reagál az ember, így reagál a macska, így reagál minden lény, hiszen élő sejtekből áll. Azonban nem csak a hőmérséklet emelkedése provokálja a chlamydia és más fajok hősokk-fehérje szintézisét. A súlyos stressz gyakran provokál helyzeteket.
Általános információ
Mivel a hősokk-fehérjéket a szervezet csak meghatározott helyzetekben állítja elő, számos különbség van a normálisan előállított vegyületektől. Kialakulásuk időszakát a fő fehérjekészlet expressziójának gátlása jellemzi, amely fontos szerepet játszik az anyagcserében.
HSP-70 eukarióták, a DnaK prokarióták egy család, amelyben a tudósok kombinált hősokk-fehérjékkel rendelkeznek, amelyek fontosak a sejtszintű túléléshez. Ez azt jelenti, hogy az ilyen vegyületeknek köszönhetően a sejt tovább tud működni olyan helyzetben is, amikor a stressz, a hő és az agresszív környezet ellenáll ennek. Ennek a családnak a fehérjéi azonban részt vehetnek a normál körülmények között lezajló folyamatokban is.
Biológia mikroszkopikus szinten
Ha a tartományok 100%-ban azonosak, akkor az eukarióták, prokarióták inkább50%-nál homológ. A tudósok bebizonyították, hogy a természetben az összes fehérjecsoport közül a 70 kDa-os HSP az egyik legkonzervatívabb. Ennek szentelt tanulmányok 1988-ban és 1993-ban készültek. A jelenség feltehetően az intracelluláris mechanizmusokban lévő hősokkfehérjékben rejlő chaperon funkcióval magyarázható.
Hogyan működik?
Ha az eukariótákra gondolunk, akkor a HSP gének hősokk hatására indukálódnak. Ha egy sejt elkerülte a stresszes körülményeket, akkor a faktorok monomerekként jelen vannak a sejtmagban, a citoplazmában. Ennek a vegyületnek nincs DNS-kötő aktivitása.
Stresszes körülmények között a sejt a következőképpen viselkedik: A Hsp70 lehasad, ami elindítja a denaturált fehérjék termelődését. A HSP trimereket képez, az aktivitás megváltoztatja a karakterét és hatással van a DNS-re, ami végül a komponensek felhalmozódásához vezet a sejtmagban. A folyamatot a chaperon transzkripció többszörös növekedése kíséri. Természetesen az ezt kiváltó helyzet idővel elmúlik, és mire ez megtörténik, a Hsp70 ismét bekerülhet a HSP-be. A DNS-hez kapcsolódó tevékenység elhalványul, a sejt úgy működik tovább, mintha mi sem történt volna. Ez az eseménysor már 1993-ban kiderült a Morimoto által a HSP-ről végzett tanulmányokból. Ha a szervezetet baktériumok érintik, akkor a HSP-k a szinoviumba koncentrálhatnak.
Miért és miért?
A tudósok azt találták, hogy a HSP-k ennek eredményeként jönnek létrekülönféle negatív, életveszélyes helyzetek hatása a sejtre. A kívülről érkező stresszes, károsító hatások rendkívül sokfélék lehetnek, de ugyanahhoz a változathoz vezethetnek. A HSP miatt a sejt túléli agresszív tényezők hatása alatt.
Ismert, hogy a HSP-ket három családra osztják. Ezenkívül a tudósok azt találták, hogy vannak antitestek a hősokk-fehérje ellen. A HSP csoportokra való felosztás a molekulatömeg figyelembevételével történik. Három kategória: 25, 70, 90 kDa. Ha van egy normálisan működő sejt egy élő szervezetben, akkor annak belsejében minden bizonnyal különböző fehérjék keverednek egymással, egészen hasonlóak. A HSP-nek köszönhetően a denaturált fehérjék, valamint a hibásan hajtogatott fehérjék ismét megoldást jelenthetnek. Ezen a funkción kívül azonban van néhány más is.
Amit tudunk és amit sejtünk
Mostanáig a chlamydia, valamint más HSP-k hősokk-fehérjét nem vizsgálták teljes mértékben. Természetesen vannak olyan fehérjecsoportok, amelyekről a tudósok meglehetősen nagy mennyiségű adattal rendelkeznek, és vannak olyanok, amelyeket még el kell sajátítani. De most a tudomány elérte azt a szintet, hogy a tudás lehetővé teszi számunkra, hogy kijelenthessük, hogy az onkológiában a hősokk-fehérje valóban hasznos eszköz lehet századunk egyik legszörnyűbb betegségének, a ráknak a legyőzésére.
A tudósok rendelkeznek a legtöbb adattal a HSP Hsp70-ről, amely képes kötődni különféle fehérjékhez, aggregátumokhoz, komplexekhez,még a rendellenesekkel is. Idővel felszabadulás következik be, amelyet az ATP kapcsolódása kísér. Ez azt jelenti, hogy a sejtben ismét megjelenik egy oldat, és a hibás hajtogatási folyamaton átesett fehérjék újra alávethetők ennek a műveletnek. A hidrolízis és az ATP-kötés azok a mechanizmusok, amelyek ezt lehetővé tették.
Anomáliák és normák
Nehéz túlbecsülni a hősokkfehérjék szerepét az élő szervezetekben. Bármely sejt mindig tartalmaz abnormális fehérjéket, amelyek koncentrációja növekedhet, ha ennek külső előfeltételei vannak. Tipikus történet a túlmelegedés vagy fertőzés. Ez azt jelenti, hogy a sejt élettartamának folytatásához sürgősen nagyobb mennyiségű HSP-t kell előállítani. Aktiválódik a transzkripciós mechanizmus, amely beindítja a fehérjék termelődését, a sejt alkalmazkodik a változó körülményekhez és tovább működik. A már ismert mechanizmusok mellett azonban még sok felfedezni való van. Különösen a chlamydia hősokk-fehérje elleni antitestek jelentenek igen nagy területet a tudósok tevékenységében.
HSP, amikor a polipeptid lánc növekszik, és olyan körülmények között találják magukat, amelyek lehetővé teszik, hogy kapcsolatba kerüljenek vele, elkerüljék a nem specifikus aggregációt és a degradációt. Ehelyett a hajtogatás rendesen megtörténik, és a folyamatban részt vesznek a szükséges kísérők. A Hsp70 ezenkívül szükséges a polipeptidláncok ATP részvételével történő kibontásához. A HSP-vel elérhető, hogy a nem poláris régiókra is hatással legyenek az enzimek.
HTS és gyógyszer
Oroszországban az FMBA tudósai hősokk-fehérje felhasználásával új gyógyszert tudtak létrehozni. A tudósok által bemutatott rákgyógyszer már átment a kezdeti teszten a szarkóma és melanóma által érintett kísérleti rágcsálókon. Ezek a kísérletek lehetővé tették számunkra, hogy magabiztosan kijelenthessük, hogy jelentős előrelépés történt az onkológia elleni küzdelemben.
A tudósok azt javasolták és be is tudták bizonyítani, hogy a hősokkfehérje gyógyszer, vagy inkább egy hatékony gyógyszer alapjává válhat, nagyrészt annak a ténynek köszönhetően, hogy ezek a molekulák stresszes helyzetekben keletkeznek. Mivel eredetileg a szervezet termeli őket, hogy biztosítsák a sejtek túlélését, felvetődött, hogy más gyógyszerekkel való megfelelő kombinációval akár a daganatok is leküzdhetők.
A HSP segít a gyógyszernek felismerni a beteg sejteket a beteg szervezetben, és megbirkózni a bennük lévő hibás DNS-sel. Az új gyógyszer várhatóan egyformán hatásos lesz a rosszindulatú betegségek bármely altípusában. Úgy hangzik, mint egy tündérmese, de az orvosok még tovább mennek – feltételezik, hogy a gyógymód minden szakaszban elérhető lesz. Egyetértek azzal, hogy egy ilyen rákból származó hősokk-fehérje, ha átmegy az összes teszten, és megerősíti megbízhatóságát, felbecsülhetetlen érték lesz az emberi civilizáció számára.
Diagnosztizálja és kezelje
A modern orvostudomány reménységéről a legrészletesebb információt Dr. Simbirtsev adta, aki egyike volt azoknak, akik a gyógyszer megalkotásán dolgoztak. Az interjújábólmeg lehet érteni, hogy a tudósok milyen logika alapján építették fel a gyógyszert, és hogyan kell hatékonyságot hoznia. Ezen túlmenően következtetések vonhatók le, hogy a hősokk-fehérje már túl van-e a klinikai vizsgálatokon, vagy még előttünk áll.
Ahogy korábban említettük, ha a szervezet nem tapasztal stresszes körülményeket, akkor a BS termelése kivételesen kis mennyiségben megy végbe, de a külső hatások változásával jelentősen megnövekszik. Ugyanakkor egy normális emberi szervezet nem képes olyan mennyiségű HSP-t előállítani, amely segítene legyőzni a kialakuló rosszindulatú daganatot. "Mi történik, ha a HTS-t kívülről vezetik be?" – gondolták a tudósok, és ezt az ötletet tették a tanulmány alapjául.
Hogyan kell ennek működnie?
Egy új gyógyszer létrehozásához a tudósok a laboratóriumban újra létrehoztak mindent, ami ahhoz szükséges, hogy az élő sejtek elkezdjék termelni a HSP-t. Ehhez emberi gént kaptak, amelyet a legújabb berendezésekkel klónoztak. A laboratóriumokban vizsgált baktériumok addig változtak, amíg el nem kezdték önállóan termelni a tudósok által annyira áhított fehérjét.
A tudósok a kutatás során szerzett információk alapján következtetéseket vontak le a HSP emberi szervezetre gyakorolt hatásáról. Ehhez meg kellett szervezni a fehérje röntgendiffrakciós elemzését. Ezt egyáltalán nem könnyű megtenni: mintákat kellett küldenünk bolygónk pályájára. Ennek az az oka, hogy a földi viszonyok nem alkalmasak a kristályok helyes, egyenletes fejlődésére. És itt vannak a kozmikusokA körülmények lehetővé teszik, hogy pontosan azokat a kristályokat kapják meg, amelyekre a tudósoknak szükségük volt. Miután visszatértek szülőbolygójukra, a kísérleti mintákat felosztották japán és orosz tudósok között, akik – ahogy mondani szokták – egy pillanatot sem vesztegettek az elemzésükbe.
És mit találtak?
Míg ez az irányú munka még folyamatban van. A tudóscsoport képviselője elmondta, hogy pontosan meg lehetett állapítani: nincs pontos kapcsolat a HSP molekula és az élőlény szerve vagy szövete között. És ez sokoldalúságról beszél. Ez azt jelenti, hogy ha a hősokk-fehérje alkalmazásra talál az orvostudományban, azonnal csodaszer lesz számos betegség ellen – függetlenül attól, hogy melyik szervet érinti a rosszindulatú daganat, az gyógyítható.
A tudósok kezdetben folyékony formában készítették el a gyógyszert – a kísérleti alanyokba fecskendezték. A termék tesztelésére elsőként patkányokat és egereket vettek. A betegség kialakulásának kezdeti és késői szakaszában is sikerült azonosítani a gyógyulási eseteket. A jelenlegi szakaszt preklinikai vizsgálatoknak nevezik. A tudósok becslése szerint a befejezés ideje legalább egy év. Ezt követően eljött a klinikai vizsgálatok ideje. A piacon újabb 3-4 év múlva lesz elérhető egy új gyógymód, talán csodaszer. A tudósok szerint azonban mindez csak akkor valós, ha a projekt finanszírozást talál.
Várni vagy nem várni?
Természetesen vonzónak hangzanak az orvosok ígéretei, ugyanakkor joggal keltenek bizalmatlanságot. Mióta szenved az emberiség rákban, hány áldozata vanez a betegség az elmúlt évtizedekben volt, és itt nem csak egy hatékony gyógyszert ígérnek, hanem egy igazi csodaszert - bármilyen fajtából, bármikor. Hogy lehet ezt elhinni? És ami még ennél is rosszabb: hinni, de nem várni, vagy várni, de kiderül, hogy a gyógymód egyáltalán nem olyan jó, mint ahogyan azt ígérték.
A gyógyszerfejlesztés a géntechnológia egyik technikája, vagyis az orvostudomány, mint tudomány legfejlettebb területe. Ez azt jelenti, hogy kellő sikerrel az eredményeknek valóban lenyűgözőnek kell lenniük. Ez azonban azt is jelenti, hogy az eljárás rendkívül költséges. Általános szabály, hogy a befektetők meglehetősen sok pénzt hajlandók befektetni ígéretes projektekbe, de amikor a téma ennyire előkelő, nagy a nyomás, és az időkeret meglehetősen elmosódott, akkor a kockázatokat óriásinak értékelik. Ezek ma már 3-4 évre szóló optimista előrejelzések, de a piac minden szakértője tisztában van azzal, hogy az időkeret milyen gyakran kúszik akár évtizedekre is.
Csodálatos, hihetetlen…vagy nem?
A biotechnológia olyan terület, amely a laikusok számára nem érthető. Ezért csak reménykedhetünk a "preklinikai vizsgálatok sikerében" szavakban. A gyógyszer munkaneve "Heat shock protein" volt. A HSP azonban csak a fő összetevője a gyógyszernek, amely áttörést ígér a rákellenes gyógyszerek piacán. Ezen kívül a készítmény várhatóan számos hasznos anyagot tartalmaz, amelyek garantálják a termék hatékonyságát. Mindez pedig annak köszönhető, hogy a HSP legújabb tanulmányaikimutatták, hogy a molekula nemcsak az élő sejteket segít megvédeni a károsodástól, hanem egyfajta „mutatóujj” is az immunrendszer számára, segít azonosítani, mely sejteket érinti a daganat és melyeket nem. Egyszerűen fogalmazva, amikor a HSP kellően magas koncentrációban jelenik meg a szervezetben, a tudósok azt remélik, hogy az immunválasz önmagában elpusztítja a beteg elemeket.
Reménykedj és várj
Összefoglalva azt mondhatjuk, hogy a daganat elleni újdonság azon alapszik, hogy a szervezetnek magának is van olyan gyógymódja, amivel elpusztíthatja a daganatot, csak természeténél fogva elég gyenge. A koncentráció olyan alacsony, hogy terápiás hatásról álmodni sem lehet. Ugyanakkor a HSP-k részben olyan sejtekben helyezkednek el, amelyeket nem érint a daganat, és a molekula nem fog „elhagyni” sehonnan. Ezért egy hasznos anyagot kívülről kell ellátni - hogy az tovább közvetlenül befolyásolja az érintett elemeket. Mellesleg, míg a tudósok azt feltételezik, hogy a gyógyszernek még mellékhatása sem lesz – és ez ilyen nagy teljesítménnyel! Ezt a „varázslatot” pedig azzal magyarázzák, hogy a vizsgálatok kimutatták, hogy nincs toxicitás. A végső következtetésekre azonban akkor kerül sor, amikor a preklinikai vizsgálatok véget érnek, amihez legalább egy évre lesz szükség.
