Ако температурата се повиши, живият организъм реагира на това, като произвежда особени съединения, наречени "протеини от топлинен шок". Така реагира човек, така реагира котката, така реагира всяко същество, тъй като се състои от живи клетки. Въпреки това, не само повишаването на температурата провокира синтеза на протеин от топлинен шок от хламидия и други видове. Силният стрес често провокира ситуации.
Обща информация
Тъй като протеините от топлинен шок се произвеждат от тялото само в специфични ситуации, те имат редица разлики от нормално произвежданите съединения. Периодът на тяхното формиране се характеризира с инхибиране на експресията на основния протеинов пул, който играе важна роля в метаболизма.
HSP-70 еукариоти, DnaK прокариотите са семейство, в което учените са комбинирали протеини от топлинен шок, които са важни за оцеляването на клетъчно ниво. Това означава, че благодарение на такива съединения клетката може да продължи да функционира дори в ситуация, в която стресът, топлината и агресивната среда устояват на това. Въпреки това, протеините от това семейство могат също да участват в процеси, протичащи при нормални условия.
Биология на микроскопично ниво
Ако домейните са 100% идентични, тогава еукариотите, прокариотите са повеченад 50% хомоложни. Учените са доказали, че в природата, сред всички протеинови групи, 70 kDa HSP е един от най-консервативните. Проучвания, посветени на това, са направени през 1988 и 1993 г. Предполага се, че феноменът може да се обясни чрез функционалността на шаперон, присъща на протеините на топлинен шок във вътреклетъчните механизми.
Как работи?
Ако разгледаме еукариотите, тогава HSP гените се индуцират под въздействието на топлинен шок. Ако някоя клетка е избягала от стресови условия, тогава факторите присъстват в ядрото, цитоплазмата като мономери. Това съединение няма ДНК свързваща активност.
Изпитвайки стресови условия, клетката се държи по следния начин: Hsp70 се отцепва, което инициира производството на денатурирани протеини. HSP образува тримери, активността променя характера си и засяга ДНК, което в крайна сметка води до натрупване на компоненти в клетъчното ядро. Процесът е придружен от многократно увеличаване на транскрипцията на шаперон. Разбира се, ситуацията, която провокира това, преминава с времето и докато това се случи, Hsp70 може отново да бъде включен в HSP. Активността, свързана с ДНК, изчезва, клетката продължава да работи, сякаш нищо не се е случило. Тази последователност от събития е разкрита още през 1993 г. в проучвания върху HSP, проведени от Моримото. Ако организмът е засегнат от бактерии, тогава HSP могат да се концентрират върху синовиума.
Защо и защо?
Учените са открили, че HSP се образуват в резултат навлиянието на различни негативни, животозастрашаващи ситуации за клетката. Стресовите, увреждащи влияния отвън могат да бъдат изключително разнообразни, но водят до един и същ вариант. Благодарение на HSP, клетката оцелява под въздействието на агресивни фактори.
Известно е, че HSP са разделени на три семейства. Освен това учените са открили, че има антитела към протеина на топлинния шок. Разделянето на HSP групи се извършва, като се вземе предвид молекулното тегло. Три категории: 25, 70, 90 kDa. Ако в жив организъм има нормално функционираща клетка, тогава вътре в нея със сигурност ще има различни протеини, смесени един с друг, доста сходни. Благодарение на HSP, денатурираните протеини, както и неправилно сгънатите, могат отново да се превърнат в решение. Въпреки това, в допълнение към тази функция, има някои други.
Какво знаем и какво предполагаме
Досега протеинът от топлинен шок на хламидията, както и други HSP, не е напълно проучен. Разбира се, има някои групи протеини, за които учените разполагат с доста голямо количество данни, а има и такива, които тепърва ще бъдат усвоени. Но сега науката е достигнала ниво, при което знанието ще ни позволи да кажем, че в онкологията протеинът от топлинен шок може да бъде наистина полезен инструмент за победа на една от най-ужасните болести на нашия век - рака.
Учените разполагат с най-голямо количество данни за HSP Hsp70, който може да се свързва с различни протеини, агрегати, комплекси,дори и с ненормални. С течение на времето настъпва освобождаване, придружено от свързването на АТФ. Това означава, че в клетката отново се появява разтвор и протеините, които са претърпели неправилен процес на сгъване, могат да бъдат подложени отново на тази операция. Хидролизата, свързването на АТФ са механизмите, които направиха това възможно.
Аномалии и норми
Трудно е да се надцени ролята на протеините от топлинен шок за живите организми. Всяка клетка винаги съдържа анормални протеини, чиято концентрация може да се увеличи, ако има външни предпоставки за това. Типична история е прегряване или инфекция. Това означава, че за да продължи живота на клетката, е спешно да се генерира по-голямо количество HSP. Механизмът на транскрипция се активира, което инициира производството на протеини, клетката се адаптира към променящите се условия и продължава да функционира. Въпреки това, наред с вече известните механизми, остава да се открие още много. По-специално, антителата срещу протеина на топлинния шок на хламидията са толкова голямо поле за дейността на учените.
HSP, когато полипептидната верига се увеличи и те се окажат в условия, които позволяват да влязат във връзка с нея, избягвайте неспецифично агрегиране и разграждане. Вместо това, сгъването става нормално, с необходимите придружители, включени в процеса. Hsp70 е необходим допълнително за разгръщането на полипептидни вериги с участието на АТФ. С HSP е възможно да се постигне, че неполярните региони също са засегнати от ензими.
HTS и лекарства
В Русия учените от FMBA успяха да създадат ново лекарство, използвайки протеин от топлинен шок, за да го изградят. Лекарството за рак, представено от учени, вече е преминало първоначалния тест върху експериментални гризачи, засегнати от саркоми и меланоми. Тези експерименти ни позволиха уверено да кажем, че е направена значителна крачка напред в борбата с онкологията.
Учените предположиха и успяха да докажат, че протеинът от топлинен шок е лекарство, или по-скоро може да стане основа за ефективно лекарство, до голяма степен поради факта, че тези молекули се образуват в стресови ситуации. Тъй като те първоначално се произвеждат от тялото, за да гарантират оцеляването на клетките, се предполага, че с правилна комбинация с други лекарства, дори тумор може да се пребори.
HSP помага на лекарството да открие болни клетки в болно тяло и да се справи с неправилността на ДНК в тях. Очаква се новото лекарство да бъде еднакво ефективно при всеки подтип злокачествени заболявания. Звучи като приказка, но лекарите отиват още по-далеч - те предполагат, че лекарство ще бъде достъпно на абсолютно всеки етап. Съгласете се, такъв протеин от топлинен шок от рак, когато премине всички тестове и потвърди своята надеждност, ще се превърне в безценен актив за човешката цивилизация.
Диагностика и лечение
Най-подробна информация за надеждата на съвременната медицина даде д-р Симбирцев, един от работилите по създаването на лекарството. От интервюто муможе да се разбере по каква логика учените са изградили лекарството и как то трябва да носи ефективност. Освен това могат да се направят заключения дали протеинът от топлинен шок вече е преминал клинични изпитвания или все още предстои.
Както беше споменато по-рано, ако тялото не изпитва стресови състояния, тогава производството на BS се извършва в изключително малък обем, но се увеличава значително при промяна на външното влияние. В същото време нормалното човешко тяло не е в състояние да произведе такова количество HSP, което би помогнало за победата на възникващата злокачествена неоплазма. „Какво ще стане, ако HTS бъде въведен отвън?“– помислили учените и направили тази идея основа за изследването.
Как трябва да работи това?
За да създадат ново лекарство, учените в лабораторията пресъздадоха всичко необходимо, за да могат живите клетки да започнат да произвеждат HSP. За това е получен човешки ген, който е претърпял клониране с помощта на най-новото оборудване. Бактериите, изследвани в лаборатории, са се променили, докато започнали самостоятелно да произвеждат протеина, така желан от учените.
Учените, въз основа на информацията, получена по време на изследването, направиха заключения за ефекта на HSP върху човешкото тяло. За да направите това, беше необходимо да се организира рентгенов дифракционен анализ на протеина. Изобщо не е лесно да се направи това: трябваше да изпратим проби в орбитата на нашата планета. Това се дължи на факта, че земните условия не са подходящи за правилното, равномерно развитие на кристалите. И ето ги космическитеусловията позволяват получаването на точно онези кристали, които са били необходими на учените. След завръщането си на родната си планета експерименталните проби бяха разделени между японски и руски учени, които се заеха с анализа, както се казва, без да губят нито секунда.
И какво откриха?
Докато работата в тази посока все още е в ход. Представител на групата учени каза, че е възможно да се установи точно: няма точна връзка между молекулата на HSP и органа или тъканта на живо същество. И това говори за гъвкавост. Това означава, че ако протеинът от топлинен шок намери приложение в медицината, той веднага ще се превърне в панацея за огромен брой заболявания - независимо кой орган е засегнат от злокачествено новообразувание, той може да бъде излекуван.
Първоначално учените направиха лекарството в течна форма - инжектира се в изследваните субекти. Плъховете и мишките бяха взети като първите екземпляри за тестване на продукта. Възможно е да се идентифицират случаи на излекуване както в началния, така и в късните етапи на развитие на заболяването. Настоящият етап се нарича предклинични изпитвания. Учените оценяват времето за завършването му най-малко една година. След това е време за клинични изпитвания. На пазара ново лекарство, може би панацея, ще се появи след още 3-4 години. Според учените обаче всичко това е реално само ако проектът намери финансиране.
Да чакаш или да не чакаш?
Разбира се, обещанията на лекарите звучат привлекателно, но в същото време с право предизвикват недоверие. Колко време човечеството страда от рак, колко жертви иматова заболяване е било през последните няколко десетилетия и тук обещават не просто ефективно лекарство, а истинска панацея - от всякакъв вид и по всяко време. Как можеш да повярваш на това? И по-лошо от това - да вярваш, но не да чакаш или да чакаш, но се оказва, че лекарството изобщо не е толкова добро, колкото се очакваше, както беше обещано.
Разработването на лекарство е техника на генното инженерство, тоест най-напредналата област на медицината като наука. Това означава, че при надлежния успех резултатите наистина трябва да са впечатляващи. Това обаче също означава, че процесът е изключително скъп. По правило инвеститорите са готови да инвестират доста пари в обещаващи проекти, но когато темата е толкова висока, натискът е голям, а времевата рамка е доста замъглена, рисковете се оценяват като огромни. Това вече са оптимистични прогнози за 3-4 години, но всички експерти на пазара са наясно колко често времевата рамка пълзи до десетилетия.
Удивително, невероятно…или е така?
Биотехнологията е област, която е затворена за разбиране за лаиците. Затова можем само да се надяваме на думите „успехът на предклиничните изпитвания“. Работното наименование на лекарството беше "Протеин от топлинен шок". HSP обаче е само основният компонент на лекарството, което обещава да бъде пробив на пазара на противоракови лекарства. В допълнение към него се очаква съставът да включва редица полезни вещества, които ще бъдат гаранция за ефективността на продукта. И всичко това стана възможно благодарение на факта, че последните проучвания на HSPпоказа, че молекулата не само помага за защитата на живите клетки от увреждане, но също така е един вид „посочващ пръст“за имунната система, помагайки да се идентифицира кои клетки са засегнати от тумора и кои не. Просто казано, когато HSP се появи в достатъчно висока концентрация в тялото, учените се надяват, че имунният отговор ще унищожи сам болните елементи.
Надявайте се и чакайте
Обобщавайки, можем да кажем, че новостта срещу тумора се основава на факта, че самият организъм има средство, което може да унищожи неоплазмата, просто по природа е доста слабо. Концентрацията е толкова ниска, че човек дори не може да мечтае за някакъв терапевтичен ефект. В същото време HSP са частично разположени в клетки, които не са засегнати от тумор, и молекулата няма да „напусне“никъде от тях. Следователно е необходимо да се доставя полезно вещество отвън - така че то допълнително да влияе директно върху засегнатите елементи. Между другото, докато учените предполагат, че лекарството дори няма да има странични ефекти - и това е с толкова висока ефективност! И те обясняват тази „магия“с факта, че проучванията показват, че няма токсичност. Окончателните заключения обаче ще бъдат направени, когато предклиничните изпитвания приключат, което ще изисква най-малко една година.
