CILJANJE NA EN ENCIM LAHKO ZDRAVI RAKA, DIABETES IN DEBELOST

Odkrivanje molekularnih akrobacij ključnega celičnega encima bi lahko privedlo do novih načinov zdravljenja raka in presnovnih bolezni, kot sta debelost in diabetes.

Nedavno molekularno odkritje ima veliko posledic za zdravljenje.

Celični encim se imenuje PI3KC2A, in čeprav so znanstveniki vedeli, da nadzoruje številne ključne celične funkcije, še vedno niso bili prepričani v podrobne strukturne mehanizme.

Vedeli so namreč, da encim nadzoruje dogajanje na celičnih membranah, ko prejemajo zunanje signale.

Vedeli so tudi, da nadzoruje, kako signali vplivajo na vitalne procese v celici.

Ti procesi med drugim uravnavajo, kako celice rastejo, se delijo in razlikujejo.

Zdaj nov članek, ki je objavljen v reviji Molekularna celica prvič opisuje, kako se celični encim iz neaktivnega stanja znotraj celice spremeni v aktivno stanje v celični membrani.

Raziskovalci iz Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) v Berlinu v Nemčiji skupaj s sodelavci na univerzi v Ženevi v Švici že nekaj časa preiskujejo PI3KC2A.

Njihovo novo delo razkriva prej neznana dejstva o ključnem celičnem mehanizmu, imenovanem "sprejem receptorjev". Motnje procesov, ki vključujejo ta mehanizem, so povezane z boleznimi, kot so rak, diabetes in druge presnovne motnje.

Eden od starejših avtorjev študije, prof. Volker Haucke iz FMP, pravi, da lahko njihove ugotovitve "predstavljajo neposreden cilj za terapije".

Celične membrane so dinamični sistemi

Celične membrane naredijo veliko več, kot da celico držijo skupaj. Če bi bilo to vse, kar so storili, ne bi bili nič drugega kot inertne kože; vendar natančnejši pogled razkrije, da gre za dinamične sisteme, ki natančno nadzorujejo prehod kemikalij v celico in iz nje.

Struktura celične membrane je bila opisana kot "morje lipidov", ki vsebuje plavajoče grozde beljakovin, ki nadzorujejo "selektivno prepustnost" membrane.

V procesu prepustnosti so aktivni tudi lipidi, ki so maščobam podobne molekule. Delujejo kot "molekularna stikala" za kaskade kemičnih signalov, ki se vklopijo znotraj celic. Mnoge od teh kaskad nadzorujejo bistvene funkcije, kot so rast celic, delitev in diferenciacija.

Encimi, kot je PI3KC2A, imajo vlogo pri proizvodnji lipidov, ki delujejo kot molekularna stikala. Zato bi iskanje načinov, kako jih usmeriti, lahko vodilo do zdravil, ki bi lahko posegala v te procese.

Diferenciacija celic je na primer ključnega pomena za tvorbo novih krvnih žil ali angiogenezo, ki je ključni korak v rasti tumorja.

Sprejem receptorjev

V prejšnjem delu so znanstveniki že veliko odkrili o strukturni in celični biologiji procesov, ki vključujejo PI3KC2A, vključno z njegovo vlogo pri sprejemanju receptorjev.

Ugotovili so na primer, da ligandi ali zunanji kemijski signali zunaj celice stimulirajo encim tako, da se vežejo na površinske beljakovine, imenovane receptorji. Takšni ligandi vključujejo inzulin in rastne dejavnike, ki sprožijo signalne kaskade znotraj celic.

Ko se aktivira, PI3KC2A omogoči postopek, imenovan endocitoza, pri katerem majhne vrečke ali mehurčki prenesejo "ligandno vezane receptorje" v notranjost celice.

Ko so znotraj celice, vezani na ligand receptorji sprožijo signalne kaskade, ki nadzorujejo ključne funkcije celic.

Nova študija je pomembna, ker razkriva podrobne spremembe, ki jih ima PI3KC2A v vsakem koraku tega procesa.

Aktivni encim "razpre roke"

Profesor Haucke pojasnjuje, da je ena od stvari, ki so jo odkrili, ta, da kadar je celični encim ali kinaza neaktiven in počiva v celici, se zdi, da je "zvit, kot da bi ovil svoje" roke "okoli sebe."

S sodelavci je tudi ugotovil, da encim postane aktiven šele, ko sta dve komponenti celične membrane hkrati na istem mestu.

"Ko se to zgodi," pravi, "kinaza razgrne svoje" roke "in vsaka" roka "se veže na eno od dveh komponent."

Nekaj sekund po tem se bo postopek začel. Encim začne proizvajati veliko lipidnih signalnih molekul, ki nato sprožijo "vnos aktiviranih signalnih receptorjev" v notranjost celice. V zameno so sprožili kaskade, ki uravnavajo rast, delitev in diferenciacijo celic.

Skupina zdaj načrtuje identifikacijo molekul kandidatov, ki jih bodo razvijalci zdravil nadaljevali.