Sıcaklık yükselirse, canlı organizma buna "ısı şoku proteinleri" adı verilen özel bileşikler üreterek tepki verir. Bir insan böyle tepki verir, bir kedi böyle tepki verir, herhangi bir canlı böyle tepki verir, çünkü canlı hücrelerden oluşur. Bununla birlikte, yalnızca sıcaklıktaki artış, klamidya ve diğer türlerin ısı şoku proteininin sentezini kışkırtmaz. Şiddetli stresler genellikle durumları kışkırtır.
Genel bilgi
Isı şoku proteinleri vücut tarafından yalnızca belirli durumlarda üretildiğinden, normal olarak üretilen bileşiklerden bir takım farklılıkları vardır. Oluşumlarının periyodu, metabolizmada önemli bir rol oynayan ana protein havuzunun ifadesinin inhibisyonu ile karakterize edilir.
HSP-70 ökaryotları, DnaK prokaryotları, bilim adamlarının hücresel düzeyde hayatta kalmak için önemli olan ısı şoku proteinlerini birleştirdiği bir ailedir. Bu, bu tür bileşikler sayesinde hücrenin stres, ısı ve agresif bir ortamın buna direndiği bir durumda bile çalışmaya devam edebileceği anlamına gelir. Ancak bu ailenin proteinleri de normal koşullar altında meydana gelen süreçlere katılabilir.
Mikroskobik düzeyde biyoloji
Alanlar %100 aynıysa ökaryotlar, prokaryotlar daha fazladır%50'den fazla homolog. Bilim adamları, doğada tüm protein grupları arasında en muhafazakar olanın 70 kDa HSP olduğunu kanıtladılar. Buna yönelik çalışmalar 1988 ve 1993 yıllarında yapılmıştır. Muhtemelen fenomen, hücre içi mekanizmalardaki ısı şoku proteinlerinde bulunan şaperon işlevselliği ile açıklanabilir.
Nasıl çalışır?
Ökaryotları düşünürsek, HSP genleri ısı şokunun etkisi altında indüklenir. Bazı hücreler stresli koşullardan kaçtıysa, o zaman faktörler çekirdekte, sitoplazmada monomerler olarak bulunur. Bu bileşik, DNA bağlama aktivitesine sahip değildir.
Stresli koşullar yaşayan hücre aşağıdaki gibi davranır: Hsp70 parçalanır, bu da denatüre proteinlerin üretimini başlatır. HSP trimerler oluşturur, aktivite karakterini değiştirir ve DNA'yı etkiler, bu da sonunda hücre çekirdeğinde bileşenlerin birikmesine yol açar. Sürece, şaperon transkripsiyonunda çoklu bir artış eşlik eder. Tabii ki, bunu kışkırtan durum zamanla geçer ve bu gerçekleştiğinde Hsp70 tekrar HSP'ye dahil edilebilir. DNA ile ilişkili aktivite kaybolur, hücre hiçbir şey olmamış gibi çalışmaya devam eder. Bu olaylar dizisi, 1993 yılında Morimoto tarafından yürütülen HSP çalışmalarında ortaya çıkarılmıştır. Organizma bakterilerden etkilenirse, HSP'ler sinovyuma konsantre olabilir.
Neden ve neden?
Bilim adamları, HSP'lerin bir sonucu olarak oluştuğunu buldular.hücre için çeşitli olumsuz, yaşamı tehdit eden durumların etkisi. Dışarıdan gelen stresli, zarar verici etkiler son derece çeşitli olabilir, ancak aynı değişkene yol açar. HSP sayesinde hücre, agresif faktörlerin etkisi altında hayatta kalır.
HSP'lerin üç aileye ayrıldığı bilinmektedir. Ek olarak, bilim adamları ısı şoku proteinine karşı antikorlar olduğunu bulmuşlardır. HSP gruplarına ayırma, moleküler ağırlık dikkate alınarak yapılır. Üç kategori: 25, 70, 90 kDa. Canlı bir organizmada normal işleyen bir hücre varsa, o zaman içinde kesinlikle birbirine çok benzer çeşitli proteinler karışacaktır. HSP sayesinde hem denatüre proteinler hem de yanlış katlanmış proteinler tekrar çözüm haline gelebilir. Ancak bu işleve ek olarak, başkaları da var.
Bildiklerimiz ve tahmin ettiklerimiz
Şimdiye kadar, diğer HSP'lerin yanı sıra klamidyanın ısı şoku proteini tam olarak çalışılmamıştı. Tabii ki, bilim adamlarının oldukça büyük miktarda veriye sahip olduğu bazı protein grupları var ve henüz tam olarak öğrenilmemiş olanlar da var. Ancak şimdi bilim, onkolojide ısı şoku proteininin yüzyılımızın en korkunç hastalıklarından biri olan kanseri yenmek için gerçekten yararlı bir araç olabileceğini söylememize izin verecek bir düzeye ulaştı.
Bilim adamları, çeşitli proteinlere, agregalara, komplekslere bağlanabilen HSP Hsp70 hakkında en fazla veriye sahiptir.anormal olanlarla bile. Zamanla, ATP bağlantısıyla birlikte serbest bırakma gerçekleşir. Bu, hücrede yeniden bir çözeltinin ortaya çıkması ve yanlış katlanma işleminden geçen proteinlerin tekrar bu işleme tabi tutulabileceği anlamına gelir. Hidroliz, ATP bağlanması bunu mümkün kılan mekanizmalardır.
Anomaliler ve normlar
Canlı organizmalar için ısı şoku proteinlerinin rolünü abartmak zordur. Herhangi bir hücre her zaman, bunun için harici önkoşullar varsa, konsantrasyonu artabilecek anormal proteinler içerir. Tipik bir hikaye aşırı ısınma veya enfeksiyondur. Bu, hücrenin yaşamını sürdürmek için daha büyük miktarda HSP üretmenin acil olduğu anlamına gelir. Protein üretimini başlatan transkripsiyon mekanizması aktive olur, hücre değişen koşullara uyum sağlar ve çalışmaya devam eder. Bununla birlikte, zaten bilinen mekanizmalarla birlikte, keşfedilmeyi bekleyen çok şey var. Özellikle, klamidyanın ısı şoku proteinine karşı antikorlar, bilim insanlarının faaliyeti için oldukça geniş bir alandır.
HSP, polipeptit zinciri arttığında ve kendilerini onunla ilişkiye girmeyi mümkün kılan koşullarda bulduklarında, spesifik olmayan agregasyon ve bozulmadan kaçınırlar. Bunun yerine, sürece dahil olan gerekli şaperonlarla katlama normal olarak gerçekleşir. Hsp70 ayrıca ATP'nin katılımıyla polipeptit zincirlerinin açılması için gereklidir. HSP ile polar olmayan bölgelerin de enzimlerden etkilenmesini sağlamak mümkündür.
HTS ve tıp
Rusya'da, FMBA bilim adamları ısı şoku proteini kullanarak yeni bir ilaç üretebildiler. Bilim adamları tarafından sunulan kanser tedavisi, sarkom ve melanomlardan etkilenen deneysel kemirgenler üzerindeki ilk testi çoktan geçti. Bu deneyler, onkolojiye karşı mücadelede ileriye doğru önemli bir adım atıldığını güvenle söylememizi sağladı.
Bilim adamları, ısı şoku proteininin bir ilaç olduğunu, daha doğrusu, büyük ölçüde bu moleküllerin stresli durumlarda oluşması nedeniyle etkili bir ilacın temeli olabileceğini öne sürdüler ve kanıtlayabildiler. Aslen vücut tarafından hücrelerin hayatta kalmasını sağlamak için üretildiğinden, diğer ilaçlarla uygun kombinasyonla bir tümörle bile savaşılabileceği öne sürülmüştür.
HSP, ilacın hasta bir vücuttaki hastalıklı hücreleri tespit etmesine ve içlerindeki DNA'nın yanlışlığı ile başa çıkmasına yardımcı olur. Yeni ilacın, malign hastalıkların herhangi bir alt tipi için eşit derecede etkili olması bekleniyor. Kulağa bir peri masalı gibi geliyor, ancak doktorlar daha da ileri gidiyor - kesinlikle herhangi bir aşamada bir tedavinin mevcut olacağını varsayıyorlar. Kabul edin, kanserden gelen böyle bir ısı şoku proteini, tüm testleri geçtiğinde ve güvenilirliğini doğruladığında, insan uygarlığı için paha biçilmez bir varlık haline gelecektir.
Teşhis et ve tedavi et
Modern tıbbın ümidi hakkında en detaylı bilgiyi, ilacın yaratılması konusunda çalışmalar yapanlardan biri olan Dr. Simbirtsev verdi. röportajındanbilim adamlarının ilacı hangi mantıkla ürettikleri ve nasıl verimlilik getirmesi gerektiği anlaşılabilir. Ek olarak, ısı şoku proteininin klinik deneyleri çoktan geçip geçmediği veya hala ileride olup olmadığı hakkında sonuçlar çıkarılabilir.
Daha önce de belirtildiği gibi, vücut stresli koşullar yaşamıyorsa, BS üretimi son derece küçük bir hacimde gerçekleşir, ancak dış etkideki bir değişiklikle önemli ölçüde artar. Aynı zamanda, normal bir insan vücudu, ortaya çıkan malign neoplazmı yenmeye yardımcı olacak kadar HSP üretemez. "HTS dışarıdan tanıtılırsa ne olur?" – bilim adamları düşündü ve bu fikri çalışmanın temeli haline getirdiler.
Bunun nasıl çalışması gerekiyor?
Yeni bir ilaç yaratmak için laboratuvardaki bilim adamları, canlı hücrelerin HSP üretmeye başlaması için gerekli olan her şeyi yeniden yarattılar. Bunun için en son ekipman kullanılarak klonlanan bir insan geni elde edildi. Laboratuvarlarda incelenen bakteriler, bilim adamları tarafından çok arzulanan proteini bağımsız olarak üretmeye başlayana kadar değişti.
Bilim adamları, araştırma sırasında elde edilen bilgilere dayanarak, HSP'nin insan vücudu üzerindeki etkisi hakkında sonuçlar çıkardı. Bunu yapmak için proteinin bir X-ışını kırınım analizini organize etmek gerekliydi. Bunu yapmak hiç de kolay değil: gezegenimizin yörüngesine örnekler göndermek zorunda kaldık. Bunun nedeni, dünyevi koşulların kristallerin doğru, tekdüze gelişimi için uygun olmamasıdır. Ve işte kozmikkoşullar, bilim adamları tarafından tam olarak ihtiyaç duyulan kristallerin elde edilmesini sağlar. Ana gezegenlerine döndükten sonra, deneysel örnekler, dedikleri gibi, bir saniye kaybetmeden analizlerini yapan Japon ve Rus bilim adamları arasında bölündü.
Peki ne buldular?
Bu yönde çalışmalar devam ederken. Bilim adamları grubunun bir temsilcisi, tam olarak kurmanın mümkün olduğunu söyledi: HSP molekülü ile canlı bir varlığın organı veya dokusu arasında kesin bir bağlantı yoktur. Ve bu çok yönlülükten bahsediyor. Bu, ısı şoku proteini tıpta uygulama bulursa, çok sayıda hastalık için hemen her derde deva haline geleceği anlamına gelir - malign bir neoplazmdan hangi organ etkilenirse etkilensin, tedavi edilebilir.
Başlangıçta, bilim adamları ilacı sıvı halde yaptılar - test deneklerine enjekte edildi. Ürünü test etmek için ilk numuneler olarak sıçanlar ve fareler alındı. Hastalığın gelişiminin hem ilk hem de geç aşamalarında tedavi vakalarını belirlemek mümkündü. Mevcut aşamaya klinik öncesi denemeler denir. Bilim adamları, tamamlanma zamanlamasını en az bir yıl tahmin ediyor. Bundan sonra, klinik deneylerin zamanı geldi. Piyasada, 3-4 yıl içinde yeni bir çare, belki de her derde deva olacak. Ancak bilim adamlarına göre tüm bunlar ancak proje finansman bulursa gerçek oluyor.
Beklemek mi, beklememek mi?
Tabii ki, doktorların vaatleri kulağa çekici geliyor ama aynı zamanda haklı olarak güvensizliğe de neden oluyor. İnsanlık ne zamandan beri kanserden acı çekiyor, kaç kurbanı var?bu hastalık son birkaç on yılda olmuştur ve burada sadece etkili bir ilaç değil, aynı zamanda gerçek bir derde deva vaat ediyorlar - her türlü, her zaman. Buna nasıl inanabilirsin? Ve bundan daha kötüsü - inanmak, ama beklememek veya beklemek, ancak çarenin hiç de beklendiği kadar iyi olmadığı ortaya çıktı.
İlaç geliştirme, bir bilim olarak tıbbın en gelişmiş alanı olan bir genetik mühendisliği tekniğidir. Bu, gereken başarı ile sonuçların gerçekten etkileyici olması gerektiği anlamına gelir. Ancak bu aynı zamanda işlemin son derece pahalı olduğu anlamına gelir. Kural olarak, yatırımcılar gelecek vaat eden projelere oldukça fazla para yatırmaya isteklidir, ancak konu çok yüksek profilli olduğunda, baskı yüksek olduğunda ve zaman çerçevesi oldukça bulanık olduğunda, riskler çok büyük olarak değerlendirilir. Bunlar artık 3-4 yıl için iyimser tahminler, ancak piyasadaki tüm uzmanlar, zaman çerçevesinin ne kadar sıklıkla on yıllara kadar sürdüğünü biliyor.
Harika, inanılmaz…yoksa öyle mi?
Biyoteknoloji, meslekten olmayanlar için anlayışa kapalı bir alandır. Bu nedenle, sadece "klinik öncesi denemelerin başarısı" sözlerini umabiliriz. İlacın çalışma adı "Isı şok proteini" idi. Bununla birlikte, HSP, kanser önleyici ilaçlar pazarında bir atılım olmayı vaat eden ilacın yalnızca ana bileşenidir. Buna ek olarak, bileşimin, ürünün etkinliğinin garantisi olacak bir dizi faydalı madde içermesi beklenmektedir. Ve tüm bunlar, HSP'nin en son çalışmalarının olması nedeniyle mümkün oldu. Molekülün yalnızca canlı hücreleri hasardan korumaya yardımcı olmakla kalmayıp, aynı zamanda bağışıklık sistemi için bir tür "işaret parmağı" olduğunu ve hangi hücrelerin tümörden etkilenip hangilerinin etkilenmediğini belirlemeye yardımcı olduğunu gösterdi. Basitçe söylemek gerekirse, HSP vücutta yeterince yüksek bir konsantrasyonda göründüğünde, bilim adamları bağışıklık tepkisinin hastalıklı elementleri kendi başına yok edeceğini umuyorlar.
Umut et ve bekle
Özetlemek gerekirse, tümöre karşı yeniliğin, vücudun kendisinin neoplazmı yok edebilecek bir çaresi olduğu gerçeğine dayandığını söyleyebiliriz, sadece doğası gereği oldukça zayıftır. Konsantrasyon o kadar düşüktür ki, herhangi bir terapötik etki hayal bile edilemez. Aynı zamanda, HSP'ler kısmen bir tümörden etkilenmeyen hücrelerde bulunur ve molekül onlardan hiçbir yerde "ayrılmayacak". Bu nedenle, etkilenen elementleri daha da doğrudan etkilemesi için dışarıdan faydalı bir madde tedarik etmek gerekir. Bu arada, bilim adamları ilacın yan etkilerinin bile olmayacağını varsayarken - ve bu çok yüksek bir performansla! Ve bu "sihri", çalışmaların hiçbir toksisite olmadığını göstermesiyle açıklıyorlar. Ancak nihai sonuçlar, en az bir yıl sürecek olan klinik öncesi denemeler sona erdiğinde verilecek.
