Kui temperatuur tõuseb, reageerib elusorganism sellele omapäraseid ühendeid, mida nimetatakse "kuumašokiproteiinideks". Nii reageerib inimene, nii reageerib kass, nii reageerib iga olend, kuna ta koosneb elusrakkudest. Kuid mitte ainult temperatuuri tõus provotseerib klamüüdia ja teiste liikide kuumašokivalgu sünteesi. Tugev stress kutsub sageli esile olukordi.
Üldine teave
Kuna keha toodab kuumašoki valke ainult teatud olukordades, on neil mitmeid erinevusi tavapäraselt toodetavatest ühenditest. Nende moodustumise perioodi iseloomustab peamise valgukogumi ekspressiooni pärssimine, mis mängib olulist rolli ainevahetuses.
HSP-70 eukarüootid, DnaK prokarüootid on perekond, kus teadlased on kombineerinud kuumašoki valke, mis on rakutasandil ellujäämiseks olulised. See tähendab, et tänu sellistele ühenditele saab rakk edasi toimida ka olukorras, kus stress, kuumus ja agressiivne keskkond sellele vastu peavad. Selle perekonna valgud võivad aga osaleda ka tavatingimustes toimuvates protsessides.
Bioloogia mikroskoopilisel tasemel
Kui domeenid on 100% identsed, siis eukarüoote ja prokarüoote on rohkemkui 50% homoloogsed. Teadlased on tõestanud, et looduses on kõigi valgurühmade seas just 70 kDa HSP üks konservatiivsemaid. Sellele pühendatud uuringud viidi läbi aastatel 1988 ja 1993. Arvatavasti saab seda nähtust seletada rakusiseste mehhanismide kuumašokivalkudele omase chaperone funktsionaalsusega.
Kuidas see töötab?
Kui arvestada eukarüoote, siis HSP geenid indutseeritakse kuumašoki mõjul. Kui mõni rakk pääses stressirohketest tingimustest, siis on tegurid monomeeridena olemas tuumas, tsütoplasmas. Sellel ühendil ei ole DNA-d siduvat aktiivsust.
Stressitingimustes käitub rakk järgmiselt: Hsp70 lõhustatakse, mis käivitab denatureeritud valkude tootmise. HSP moodustab trimeere, aktiivsus muudab selle iseloomu ja mõjutab DNA-d, mis lõpuks viib komponentide kuhjumiseni raku tuumas. Protsessiga kaasneb chaperone transkriptsiooni mitmekordne suurenemine. Muidugi möödub olukord, mis selle esile kutsus, aja jooksul ja selleks ajaks, kui see juhtub, saab Hsp70 uuesti HSP-sse lisada. DNA-ga seotud tegevus hääbub, rakk jätkab tööd, nagu poleks midagi juhtunud. See sündmuste jada ilmnes juba 1993. aastal Morimoto poolt läbi viidud HSP uuringutes. Kui organismi mõjutavad bakterid, võivad HSP-d koonduda sünooviumile.
Miks ja miks?
Teadlased on leidnud, et HSP-d moodustuvadmitmesuguste negatiivsete, eluohtlike olukordade mõju rakule. Väljastpoolt tulevad stressi tekitavad, kahjustavad mõjud võivad olla äärmiselt mitmekesised, kuid viia sama variandini. Tänu HSP-le jääb rakk ellu agressiivsete tegurite mõjul.
On teada, et HSPd jagunevad kolme perekonda. Lisaks on teadlased leidnud, et kuumašoki valgu vastu on antikehi. HSP rühmadeks jagamine toimub molekulmassi arvesse võttes. Kolm kategooriat: 25, 70, 90 kDa. Kui elusorganismis on normaalselt funktsioneeriv rakk, siis selle sees on kindlasti erinevaid valke, mis on omavahel segunenud, üsna sarnased. Tänu HSP-le võivad denatureeritud ja ka valesti volditud valgud taas lahenduseks saada. Kuid lisaks sellele funktsioonile on veel mõned.
Mida me teame ja mida arvame
Siiani ei ole klamüüdia, aga ka teiste HSP-de kuumašokivalku täielikult uuritud. Muidugi on mõned valkude rühmad, mille kohta teadlastel on üsna palju andmeid, ja on neid, mida tuleb veel omandada. Kuid nüüd on teadus jõudnud tasemele, kus teadmised võimaldavad meil öelda, et onkoloogias võib kuumašoki valk olla tõeliselt kasulik vahend meie sajandi ühe kohutavama haiguse – vähi – võitmiseks.
Teadlastel on suurim hulk andmeid HSP Hsp70 kohta, mis suudab seostuda erinevate valkude, agregaatide, kompleksidega,isegi ebanormaalsetega. Aja jooksul toimub vabanemine, millega kaasneb ATP ühendus. See tähendab, et rakku ilmub uuesti lahus ja vale voltimisprotsessi läbinud valkudele saab uuesti selle toimingu teha. Hüdrolüüs, ATP sidumine on mehhanismid, mis tegid selle võimalikuks.
Anomaaliad ja normid
Kuumašokivalkude rolli elusorganismide jaoks on raske üle hinnata. Iga rakk sisaldab alati ebanormaalseid valke, mille kontsentratsioon võib suureneda, kui selleks on välised eeldused. Tüüpiline lugu on ülekuumenemine või infektsioon. See tähendab, et raku eluea jätkamiseks on hädasti vaja tekitada suurem kogus HSP-d. Aktiveerub transkriptsioonimehhanism, mis käivitab valkude tootmise, rakk kohaneb muutuvate tingimustega ja jätkab funktsioneerimist. Kuid koos juba tuntud mehhanismidega on veel palju avastada. Eelkõige on klamüüdia kuumašokivalgu vastased antikehad teadlaste jaoks niivõrd suur tegevusvaldkond.
HSP, kui polüpeptiidahel suureneb ja nad satuvad tingimustesse, mis võimaldavad sellega suhteid luua, väldivad mittespetsiifilist agregatsiooni ja lagunemist. Selle asemel toimub voltimine tavapäraselt, protsessi kaasatud on vajalikud saatjad. Hsp70 on lisaks vajalik polüpeptiidahelate lahtivoltimiseks ATP osalusel. HSP-ga on võimalik saavutada, et ensüümid mõjutavad ka mittepolaarseid piirkondi.
HTS ja meditsiin
Venemaal suutsid FMBA teadlased luua uue ravimi, kasutades selle valmistamiseks kuumašokivalku. Teadlaste esitatud vähiravim on juba läbinud esialgse testi sarkoomidest ja melanoomidest mõjutatud eksperimentaalsete näriliste peal. Need katsed võimaldasid meil kindl alt väita, et onkoloogiavastases võitluses on tehtud märkimisväärne samm edasi.
Teadlased pakkusid välja ja suutsid tõestada, et kuumašoki valk on ravim või õigemini võib saada tõhusa ravimi aluseks, suuresti tänu sellele, et need molekulid tekivad stressirohketes olukordades. Kuna organism toodab neid algselt rakkude ellujäämise tagamiseks, on väidetud, et õigel kombineerimisel teiste ravimitega on võimalik võidelda isegi kasvajaga.
HSP aitab ravimil tuvastada haiges kehas haigeid rakke ja tulla toime neis esineva ebaõige DNA-ga. Eeldatakse, et uus ravim on võrdselt efektiivne kõigi pahaloomuliste haiguste alatüüpide puhul. See kõlab nagu muinasjutt, kuid arstid lähevad veelgi kaugemale – nad eeldavad, et ravi on saadaval absoluutselt igal etapil. Nõus, sellisest vähist saadavast kuumašokivalgust, kui see läbib kõik testid ja kinnitab selle töökindlust, saab inimtsivilisatsiooni jaoks hindamatu väärtus.
Diagnoosige ja ravige
Kõige üksikasjalikumat teavet kaasaegse meditsiini lootuse kohta andis dr Simbirtsev, üks neist, kes töötas ravimi loomisel. Tema intervjuustsaab aru, millise loogika järgi teadlased ravimi ehitasid ja kuidas see peaks tõhusust tooma. Lisaks saab teha järeldusi, kas kuumašoki valk on kliinilised katsed juba läbinud või alles ees.
Nagu varem mainitud, kui kehal ei esine stressirohkeid tingimusi, siis BS-i tootmine toimub erakordselt väikeses mahus, kuid see suureneb oluliselt välismõju muutumisel. Samas ei ole normaalne inimorganism võimeline tootma sellist kogust HSP-d, mis aitaks tekkivast pahaloomulisest kasvajast jagu saada. "Mis juhtub, kui HTS tuuakse väljastpoolt?" – arvasid teadlased ja tegid selle idee uuringu aluseks.
Kuidas see peaks töötama?
Uue ravimi loomiseks lõid teadlased laboris kõik vajaliku, et elusrakud saaksid hakata tootma HSP-d. Selleks saadi inimese geen, mis läbis kloonimise uusimate seadmete abil. Laborites uuritud bakterid on muutunud, kuni nad hakkasid iseseisv alt tootma teadlaste poolt nii ihaldatud valku.
Teadlased tegid uurimistöö käigus saadud info põhjal järeldused HSP mõju kohta inimorganismile. Selleks oli vaja korraldada valgu röntgendifraktsioonanalüüs. Seda pole sugugi lihtne teha: pidime proovid oma planeedi orbiidile saatma. See on tingitud asjaolust, et maised tingimused ei sobi kristallide õigeks, ühtlaseks arenguks. Ja siin on kosmilinetingimused võimaldavad saada täpselt neid kristalle, mida teadlased vajasid. Koduplaneedile naastes jagati katseproovid Jaapani ja Venemaa teadlaste vahel, kes asusid analüüsima, nagu öeldakse, sekunditki raiskamata.
Ja mida nad leidsid?
Kuigi töö selles suunas veel käib. Teadlaste rühma esindaja ütles, et oli võimalik täpselt kindlaks teha: HSP molekuli ja elusolendi elundi või koe vahel puudub täpne seos. Ja see räägib mitmekülgsusest. See tähendab, et kui kuumašoki valk leiab meditsiinis rakendust, saab sellest kohe imerohi väga paljude haiguste vastu – olenemata sellest, millist organit pahaloomuline kasvaja mõjutab, saab seda ravida.
Alguses valmistasid teadlased ravimit vedelal kujul – seda süstitakse katsealustele. Rotid ja hiired võeti esimeste proovidena toote testimiseks. Ravijuhtumeid oli võimalik tuvastada nii haiguse arengu alg- kui ka hilises staadiumis. Praegust etappi nimetatakse prekliinilisteks uuringuteks. Teadlaste hinnangul on selle valmimise aeg vähem alt aasta. Pärast seda on aeg kliinilisteks katseteks. Turul on uus ravim, võib-olla imerohi, saadaval veel 3-4 aasta pärast. Teadlaste sõnul on see kõik aga reaalne vaid juhul, kui projekt leiab rahastuse.
Oodata või mitte oodata?
Loomulikult kõlavad arstide lubadused ahvatlev alt, kuid samas tekitavad õigusega umbusku. Kui kaua on inimkond vähi käes kannatanud, kui palju ohvreid onsee haigus on olnud viimastel aastakümnetel ja siin ei luba nad mitte ainult tõhusat ravimit, vaid tõelist imerohtu - mis tahes liiki ja igal ajal. Kuidas sa saad seda uskuda? Ja veel hullem – uskuda, aga mitte oodata või oodata, aga selgub, et ravim pole sugugi nii hea, kui oodatud, nagu lubati.
Ravimi väljatöötamine on geenitehnoloogia tehnika ehk meditsiini kui teaduse kõige arenenum valdkond. See tähendab, et korraliku edu korral peaksid tulemused olema muljetavaldavad. See aga tähendab ka seda, et protsess on ülim alt kulukas. Reeglina on investorid nõus paljulubavatesse projektidesse investeerima üsna palju raha, kuid kui teema on nii kõrge profiiliga, surve suur ja ajaraam üsna hägune, hinnatakse riske tohututeks. Need on praegu optimistlikud prognoosid 3-4 aastaks, kuid kõik turueksperdid teavad hästi, kui sageli ulatub ajavahemik aastakümneteks.
Hämmastav, uskumatu…või on?
Biotehnoloogia on valdkond, mida võhik ei mõista. Seetõttu jääb üle vaid loota sõnadele "prekliiniliste uuringute edu". Ravimi töönimi oli "Kuumašoki valk". HSP on aga vaid ravimi põhikomponent, mis tõotab tulla läbimurre vähivastaste ravimite turul. Lisaks sellele peaks koostis sisaldama mitmeid kasulikke aineid, mis on toote tõhususe tagatis. Ja kõik see sai võimalikuks tänu sellele, et HSP uusimad uuringudnäitas, et molekul ei aita mitte ainult kaitsta elusrakke kahjustuste eest, vaid on ka omamoodi "näitajasõrmeks" immuunsüsteemile, aidates tuvastada, milliseid rakke kasvaja mõjutab ja milliseid mitte. Lihtsam alt öeldes loodavad teadlased, et kui HSP ilmub organismis piisav alt suures kontsentratsioonis, siis immuunvastus hävitab haiged elemendid iseenesest.
Looda ja oota
Kokkuvõttes võib öelda, et kasvajavastane uudsus põhineb sellel, et organismil endal on olemas vahend, mis võib kasvaja hävitada, lihts alt oma olemuselt on see üsna nõrk. Kontsentratsioon on nii madal, et mingist ravitoimest ei oska unistadagi. Samal ajal paiknevad HSP-d osaliselt rakkudes, mida kasvaja ei mõjuta, ja molekul ei "lahku" neist kuskilt. Seetõttu on vaja tarnida kasulikku ainet väljastpoolt - nii et see mõjutaks mõjutatud elemente veelgi otseselt. Muide, kuigi teadlased eeldavad, et ravimil pole isegi kõrv altoimeid - ja seda nii suure jõudlusega! Ja nad selgitavad seda "maagiat" asjaoluga, et uuringud on näidanud, et toksilisus puudub. Lõplikud järeldused tehakse siiski siis, kui prekliinilised uuringud lõppevad, mis võtab aega vähem alt aasta.
