Θανατηφόρες ασθένειες αποκαλύπτουν το αδύναμο σημείο τους – Η ανακάλυψη που μπορεί να αλλάξει τα πάντα
Μια συγκλονιστική επιστημονική ανακάλυψη στο Πανεπιστήμιο του Σινσινάτι ενδέχεται να αλλάξει ριζικά την προσέγγισή μας απέναντι σε σοβαρές και θανατηφόρες ασθένειες, όπως ο καρκίνος, η ρευματοειδής αρθρίτιδα και ακόμη και η Covid-19.
Χάρη σε τεχνολογίες αιχμής μικροσκοπίας, οι επιστήμονες κατάφεραν για πρώτη φορά να παρατηρήσουν δύο κρίσιμες πρωτεϊνικές δομές του ανθρώπινου οργανισμού — μια εξέλιξη που μπορεί να αποτελέσει τη βάση για αποτελεσματικότερες θεραπείες.
Η ερευνητική εργασία διεξήχθη στο Center for Advanced Structural Biology του Πανεπιστημίου του Σινσινάτι και δημοσιεύθηκε στο κορυφαίο επιστημονικό περιοδικό PNAS.
Αποτελεί δε, την πρώτη επίσημη δημοσίευση της ομάδας από το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, υπό την καθοδήγηση διακεκριμένου ειδικού στη μοριακή βιολογία, με τη συμβολή νέων και ταλαντούχων επιστημόνων.
Τι μελέτησαν οι επιστήμονες
Η ομάδα μελέτησε εις βάθος τη φυσική δομή δύο βασικών πρωτεϊνικών συμπλεγμάτων, αναλύοντας τη μεταξύ τους αλληλεπίδραση, τις λειτουργικές μεταβολές που υφίστανται και τη σχέση τους με τη μεταφορά σημάτων φλεγμονής στο σώμα.
Ένας από τους ερευνητές τόνισε ότι η οπτικοποίηση αυτών των δομών για πρώτη φορά δίνει τη δυνατότητα κατανόησης της λειτουργίας τους σε πρωτοφανές βάθος.
Η μελέτη επικεντρώθηκε στο ένζυμο ADAM17 και στην αλληλεπίδρασή του με τη ρυθμιστική πρωτεΐνη iRhom2.
Με τη βοήθεια της προηγμένης τεχνολογίας κρυο-ηλεκτρονικής μικροσκοπίας, η ομάδα εντόπισε τα βασικά δομικά χαρακτηριστικά που είναι απαραίτητα για τη λειτουργία του ενζύμου, καθώς και κρίσιμους μηχανισμούς που επηρεάζουν την επεξεργασία των πρωτεϊνικών υποστρωμάτων.
Το ADAM17 είναι ένζυμο παρόν σε όλα τα κύτταρα του ανθρώπινου σώματος και παίζει καίριο ρόλο στην ανάπτυξη του ανοσοποιητικού συστήματος και στη ρύθμιση φλεγμονωδών αντιδράσεων.
Όταν η λειτουργία του ADAM17 απορρυθμίζεται, συνδέεται με σοβαρά νοσήματα — από καρκίνο και αρθρίτιδα, έως και Covid-19.
Όπως επισημάνθηκε, σε ασθένειες όπως ο καρκίνος ή η ρευματοειδής αρθρίτιδα, υπάρχει υπερβολική ενεργοποίηση των σηματοδοτικών οδών του ADAM17.
Ωστόσο, οι υπάρχουσες θεραπείες που στοχεύουν αυτή τη δραστηριότητα συχνά έχουν σοβαρές παρενέργειες — πολλές φορές χειρότερες από την ίδια την ασθένεια.
Ο στόχος της ομάδας είναι να αναπτύξει πιο στοχευμένες θεραπευτικές προσεγγίσεις, εστιάζοντας στην πρωτεΐνη iRhom2.
Οι επιστήμονες εντόπισαν ενδοκυτταρικές δομές, οι οποίες μεταφέρουν πληροφορίες από το εσωτερικό του κυττάρου προς τα έξω, και τις ονόμασαν «βρόχος επανεισόδου».
Οι δομές αυτές φαίνεται να διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στη λειτουργία του ADAM17 εκτός του κυττάρου, ωστόσο μέχρι σήμερα ήταν ελάχιστα μελετημένες.
Ο επικεφαλής της μελέτης υπογράμμισε πως η ανακάλυψη αυτή θα μπορούσε να αποτελέσει βάση για την ανάπτυξη νέων θεραπειών για παθήσεις που συνδέονται με δυσλειτουργίες του ADAM17, προσφέροντας καινοτόμες στρατηγικές αντιμετώπισης σοβαρών προβλημάτων υγείας.
Σημαντική συμβολή των νέων τεχνολογιών
Καταλυτικό ρόλο στην επιτυχία έπαιξε η αξιοποίηση του νέου ερευνητικού κέντρου, το οποίο ιδρύθηκε το 2022.
Η ομάδα εξέφρασε την ευγνωμοσύνη της προς το πανεπιστήμιο για την παροχή πρόσβασης σε υπερσύγχρονες τεχνολογίες, χωρίς τις οποίες αυτή η ανακάλυψη δεν θα ήταν εφικτή.
Ειδικά, χρησιμοποιήθηκε διαπερατός ηλεκτρονικός μικροσκόπος, ιδανικός για την απεικόνιση πολύπλοκων πρωτεϊνικών δομών μέσω κρυοηλεκτρονικής μικροσκοπίας.
Ένας από τους ερευνητές σημείωσε ότι η διαθεσιμότητα τέτοιου εξοπλισμού εντός του campus επιταχύνει θεαματικά την πρόοδο και ανοίγει νέους ορίζοντες στη μελέτη της κυτταρικής βιολογίας.
Για την επεξεργασία των δεδομένων, η ομάδα χρησιμοποίησε τους υπολογιστικούς πόρους του πανεπιστημίου, γεγονός που τους επέτρεψε να δημιουργήσουν τρισδιάστατα μοντέλα των υπό μελέτη πρωτεϊνικών συμπλεγμάτων.
Στα μελλοντικά σχέδια των επιστημόνων περιλαμβάνεται η εκτενέστερη μελέτη του iRhom2, που μέχρι στιγμής θεωρείται ανεπαρκώς κατανοημένος.
Νέος ερευνητής της ομάδας δήλωσε πως στόχος τους είναι να πετύχουν ακριβέστερο έλεγχο αυτής της πρωτεΐνης, κάτι που ενδέχεται να αποτελέσει κλειδί για την αντιμετώπιση πλήθους ασθενειών.
www.bankingnews.gr
Χάρη σε τεχνολογίες αιχμής μικροσκοπίας, οι επιστήμονες κατάφεραν για πρώτη φορά να παρατηρήσουν δύο κρίσιμες πρωτεϊνικές δομές του ανθρώπινου οργανισμού — μια εξέλιξη που μπορεί να αποτελέσει τη βάση για αποτελεσματικότερες θεραπείες.
Η ερευνητική εργασία διεξήχθη στο Center for Advanced Structural Biology του Πανεπιστημίου του Σινσινάτι και δημοσιεύθηκε στο κορυφαίο επιστημονικό περιοδικό PNAS.
Αποτελεί δε, την πρώτη επίσημη δημοσίευση της ομάδας από το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, υπό την καθοδήγηση διακεκριμένου ειδικού στη μοριακή βιολογία, με τη συμβολή νέων και ταλαντούχων επιστημόνων.
Τι μελέτησαν οι επιστήμονες
Η ομάδα μελέτησε εις βάθος τη φυσική δομή δύο βασικών πρωτεϊνικών συμπλεγμάτων, αναλύοντας τη μεταξύ τους αλληλεπίδραση, τις λειτουργικές μεταβολές που υφίστανται και τη σχέση τους με τη μεταφορά σημάτων φλεγμονής στο σώμα.
Ένας από τους ερευνητές τόνισε ότι η οπτικοποίηση αυτών των δομών για πρώτη φορά δίνει τη δυνατότητα κατανόησης της λειτουργίας τους σε πρωτοφανές βάθος.
Η μελέτη επικεντρώθηκε στο ένζυμο ADAM17 και στην αλληλεπίδρασή του με τη ρυθμιστική πρωτεΐνη iRhom2.
Με τη βοήθεια της προηγμένης τεχνολογίας κρυο-ηλεκτρονικής μικροσκοπίας, η ομάδα εντόπισε τα βασικά δομικά χαρακτηριστικά που είναι απαραίτητα για τη λειτουργία του ενζύμου, καθώς και κρίσιμους μηχανισμούς που επηρεάζουν την επεξεργασία των πρωτεϊνικών υποστρωμάτων.
Το ADAM17 είναι ένζυμο παρόν σε όλα τα κύτταρα του ανθρώπινου σώματος και παίζει καίριο ρόλο στην ανάπτυξη του ανοσοποιητικού συστήματος και στη ρύθμιση φλεγμονωδών αντιδράσεων.
Όταν η λειτουργία του ADAM17 απορρυθμίζεται, συνδέεται με σοβαρά νοσήματα — από καρκίνο και αρθρίτιδα, έως και Covid-19.
Όπως επισημάνθηκε, σε ασθένειες όπως ο καρκίνος ή η ρευματοειδής αρθρίτιδα, υπάρχει υπερβολική ενεργοποίηση των σηματοδοτικών οδών του ADAM17.
Ωστόσο, οι υπάρχουσες θεραπείες που στοχεύουν αυτή τη δραστηριότητα συχνά έχουν σοβαρές παρενέργειες — πολλές φορές χειρότερες από την ίδια την ασθένεια.
Ο στόχος της ομάδας είναι να αναπτύξει πιο στοχευμένες θεραπευτικές προσεγγίσεις, εστιάζοντας στην πρωτεΐνη iRhom2.
Οι επιστήμονες εντόπισαν ενδοκυτταρικές δομές, οι οποίες μεταφέρουν πληροφορίες από το εσωτερικό του κυττάρου προς τα έξω, και τις ονόμασαν «βρόχος επανεισόδου».
Οι δομές αυτές φαίνεται να διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στη λειτουργία του ADAM17 εκτός του κυττάρου, ωστόσο μέχρι σήμερα ήταν ελάχιστα μελετημένες.
Ο επικεφαλής της μελέτης υπογράμμισε πως η ανακάλυψη αυτή θα μπορούσε να αποτελέσει βάση για την ανάπτυξη νέων θεραπειών για παθήσεις που συνδέονται με δυσλειτουργίες του ADAM17, προσφέροντας καινοτόμες στρατηγικές αντιμετώπισης σοβαρών προβλημάτων υγείας.
Σημαντική συμβολή των νέων τεχνολογιών
Καταλυτικό ρόλο στην επιτυχία έπαιξε η αξιοποίηση του νέου ερευνητικού κέντρου, το οποίο ιδρύθηκε το 2022.
Η ομάδα εξέφρασε την ευγνωμοσύνη της προς το πανεπιστήμιο για την παροχή πρόσβασης σε υπερσύγχρονες τεχνολογίες, χωρίς τις οποίες αυτή η ανακάλυψη δεν θα ήταν εφικτή.
Ειδικά, χρησιμοποιήθηκε διαπερατός ηλεκτρονικός μικροσκόπος, ιδανικός για την απεικόνιση πολύπλοκων πρωτεϊνικών δομών μέσω κρυοηλεκτρονικής μικροσκοπίας.
Ένας από τους ερευνητές σημείωσε ότι η διαθεσιμότητα τέτοιου εξοπλισμού εντός του campus επιταχύνει θεαματικά την πρόοδο και ανοίγει νέους ορίζοντες στη μελέτη της κυτταρικής βιολογίας.
Για την επεξεργασία των δεδομένων, η ομάδα χρησιμοποίησε τους υπολογιστικούς πόρους του πανεπιστημίου, γεγονός που τους επέτρεψε να δημιουργήσουν τρισδιάστατα μοντέλα των υπό μελέτη πρωτεϊνικών συμπλεγμάτων.
Στα μελλοντικά σχέδια των επιστημόνων περιλαμβάνεται η εκτενέστερη μελέτη του iRhom2, που μέχρι στιγμής θεωρείται ανεπαρκώς κατανοημένος.
Νέος ερευνητής της ομάδας δήλωσε πως στόχος τους είναι να πετύχουν ακριβέστερο έλεγχο αυτής της πρωτεΐνης, κάτι που ενδέχεται να αποτελέσει κλειδί για την αντιμετώπιση πλήθους ασθενειών.
www.bankingnews.gr
Σχόλια αναγνωστών