إذا ارتفعت درجة الحرارة ، يتفاعل الكائن الحي معها عن طريق إنتاج مركبات غريبة تسمى "بروتينات الصدمة الحرارية". هذه هي الطريقة التي يتفاعل بها الإنسان ، هكذا تتفاعل القطة ، هكذا يتفاعل أي مخلوق ، لأنه يتكون من خلايا حية. ومع ذلك ، ليس فقط ارتفاع درجة الحرارة هو الذي يثير تخليق بروتين الصدمة الحرارية من الكلاميديا والأنواع الأخرى. غالبًا ما تثير الضغوط الشديدة المواقف.
معلومات عامة
نظرًا لأن بروتينات الصدمة الحرارية لا ينتجها الجسم إلا في حالات محددة ، فإن لها عددًا من الاختلافات عن المركبات التي يتم إنتاجها بشكل طبيعي. تتميز فترة تكوينها بتثبيط التعبير عن تجمع البروتين الرئيسي ، والذي يلعب دورًا مهمًا في عملية التمثيل الغذائي.
HSP-70 حقيقيات النوى ، بدائيات النوى DnaK هي عائلة قام فيها العلماء بدمج بروتينات الصدمة الحرارية المهمة للبقاء على المستوى الخلوي. هذا يعني أنه بفضل هذه المركبات ، يمكن للخلية أن تستمر في العمل حتى في حالة مقاومة الإجهاد والحرارة والبيئة العدوانية. ومع ذلك ، يمكن لبروتينات هذه العائلة أيضًا المشاركة في العمليات التي تحدث في ظل الظروف العادية.
علم الأحياء على المستوى المجهري
إذا كانت النطاقات متطابقة بنسبة 100٪ ، فإن حقيقيات النوى وبدائيات النوى تكون أكثرأكثر من 50٪ متماثل. لقد أثبت العلماء أنه في الطبيعة ، من بين جميع مجموعات البروتين ، فإن 70 كيلو دالتون HSP هي واحدة من أكثر المجموعات تحفظًا. أجريت الدراسات المكرسة لهذا في عامي 1988 و 1993. من المفترض ، يمكن تفسير هذه الظاهرة من خلال وظيفة المُرافق المتأصلة في بروتينات الصدمة الحرارية في الآليات داخل الخلايا.
كيف يعمل؟
إذا أخذنا في الاعتبار حقيقيات النوى ، فإن جينات HSP يتم تحفيزها تحت تأثير الصدمة الحرارية. إذا نجت بعض الخلايا من الظروف المجهدة ، فإن العوامل موجودة في النواة ، السيتوبلازم كمونومرات. لا يحتوي هذا المركب على نشاط ربط الحمض النووي.
عند تعرضها لظروف مرهقة ، تتصرف الخلية على النحو التالي: يتم قطع Hsp70 ، مما يؤدي إلى بدء إنتاج البروتينات المشوهة. يشكل HSP أدوات تقليم ، ويغير النشاط طابعه ويؤثر على الحمض النووي ، مما يؤدي في النهاية إلى تراكم المكونات في نواة الخلية. هذه العملية مصحوبة بزيادة متعددة في نسخ المرافقة. بالطبع ، الموقف الذي أثار هذا يمر بمرور الوقت ، وبحلول وقت حدوث ذلك ، يمكن تضمين Hsp70 مرة أخرى في HSP. يتلاشى النشاط المرتبط بالحمض النووي ، وتستمر الخلية في العمل وكأن شيئًا لم يحدث. تم الكشف عن تسلسل الأحداث هذا في وقت مبكر من عام 1993 في الدراسات التي أجراها موريموتو على HSP. إذا تأثر الكائن الحي بالبكتيريا ، فيمكن لـ HSPs التركيز على الغشاء الزليلي.
لماذا ولماذا؟
وجد العلماء أن HSPs تتشكل نتيجة لـتأثير مجموعة متنوعة من المواقف السلبية التي تهدد حياة الخلية. يمكن أن تكون التأثيرات المجهدة والضارة من الخارج شديدة التنوع ، ولكنها تؤدي إلى نفس الشكل. بسبب HSP ، تعيش الخلية تحت تأثير العوامل العدوانية.
من المعروف أن HSPs ينقسمون إلى ثلاث عائلات. بالإضافة إلى ذلك ، وجد العلماء أن هناك أجسامًا مضادة لبروتين الصدمة الحرارية. يتم التقسيم إلى مجموعات HSP مع مراعاة الوزن الجزيئي. ثلاث فئات: 25 ، 70 ، 90 كيلو دالتون. إذا كانت هناك خلية تعمل بشكل طبيعي في كائن حي ، فسيكون بداخلها بالتأكيد بروتينات مختلفة مختلطة مع بعضها البعض ، متشابهة تمامًا. بفضل HSP ، يمكن أن تصبح البروتينات المشوهة ، وكذلك البروتينات المطوية بشكل غير صحيح ، حلاً مرة أخرى. ومع ذلك ، بالإضافة إلى هذه الوظيفة ، هناك البعض الآخر.
ما نعرفه وما نخمنه
حتى الآن ، لم يتم دراسة بروتين الصدمة الحرارية للكلاميديا ، وكذلك بروتينات HSPs الأخرى ، بشكل كامل. بالطبع ، هناك بعض مجموعات البروتينات التي يمتلك العلماء قدرًا كبيرًا من البيانات عنها ، وهناك مجموعات لا يزال يتعين إتقانها. ولكن الآن وصل العلم إلى مستوى تسمح لنا فيه المعرفة بالقول إنه في علم الأورام ، يمكن أن يكون بروتين الصدمة الحرارية أداة مفيدة حقًا لهزيمة أحد أفظع الأمراض في قرننا - السرطان.
يمتلك العلماء أكبر قدر من البيانات على HSP Hsp70 ، والتي يمكن أن ترتبط ببروتينات مختلفة ، مجاميع ، مجمعات ،حتى مع غير الطبيعي. بمرور الوقت ، يحدث الإصدار ، مصحوبًا باتصال ATP. هذا يعني أن المحلول يظهر مرة أخرى في الخلية ، والبروتينات التي خضعت لعملية طي غير صحيحة يمكن أن تخضع لهذه العملية مرة أخرى. التحلل المائي ، ربط ATP هي الآليات التي جعلت هذا ممكنًا.
الانحرافات والأعراف
من الصعب المبالغة في تقدير دور بروتينات الصدمة الحرارية للكائنات الحية. تحتوي أي خلية دائمًا على بروتينات غير طبيعية ، يمكن أن يزيد تركيزها إذا كانت هناك متطلبات مسبقة خارجية لذلك. القصة النموذجية هي سخونة زائدة أو عدوى. هذا يعني أنه من أجل الاستمرار في حياة الخلية ، من الضروري توليد كمية أكبر من HSP. يتم تنشيط آلية النسخ ، والتي تبدأ في إنتاج البروتينات ، وتتكيف الخلية مع الظروف المتغيرة وتستمر في العمل. ومع ذلك ، إلى جانب الآليات المعروفة بالفعل ، لا يزال هناك الكثير الذي يتعين اكتشافه. على وجه الخصوص ، تعتبر الأجسام المضادة لبروتين الصدمة الحرارية للكلاميديا مجالًا كبيرًا إلى حد ما لنشاط العلماء.
HSP ، عندما تزداد سلسلة البولي ببتيد ، ويجدون أنفسهم في ظروف تجعل من الممكن الدخول في علاقة معها ، وتجنب التجميع والتدهور غير المحدد. بدلاً من ذلك ، يحدث الطي بشكل طبيعي ، مع مشاركة المرافقين الضروريين في العملية. مطلوب Hsp70 بالإضافة إلى ذلك لتكشف سلاسل البولي ببتيد بمشاركة ATP. مع HSP ، من الممكن تحقيق أن المناطق غير القطبية تتأثر أيضًا بالأنزيمات.
HTS والطب
في روسيا ، تمكن علماء FMBA من ابتكار دواء جديد باستخدام بروتين الصدمة الحرارية في بنائه. اجتاز علاج السرطان ، الذي قدمه العلماء ، بالفعل الاختبار الأولي على القوارض التجريبية المصابة بالساركوما والأورام الميلانينية. سمحت لنا هذه التجارب أن نقول بثقة أنه قد تم اتخاذ خطوة مهمة إلى الأمام في مكافحة علم الأورام.
اقترح العلماء وتمكنوا من إثبات أن بروتين الصدمة الحرارية هو دواء ، أو بالأحرى ، يمكن أن يصبح أساسًا لعقار فعال ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى حقيقة أن هذه الجزيئات تتشكل في المواقف العصيبة. نظرًا لأن الجسم ينتجها في الأصل لضمان بقاء الخلايا ، فقد تم اقتراح أنه مع الدمج المناسب مع الأدوية الأخرى ، يمكن محاربة الورم.
HSP يساعد الدواء في الكشف عن الخلايا المريضة في الجسم المريض والتعامل مع عدم صحة الحمض النووي فيها. من المتوقع أن يكون الدواء الجديد فعالاً بنفس القدر لأي نوع فرعي من الأمراض الخبيثة. يبدو الأمر وكأنه حكاية خرافية ، لكن الأطباء يذهبون إلى أبعد من ذلك - فهم يفترضون أن العلاج سيكون متاحًا في أي مرحلة على الإطلاق. موافق ، مثل بروتين الصدمة الحرارية من السرطان ، عندما يجتاز جميع الاختبارات ويؤكد موثوقيته ، سيصبح رصيدًا لا يقدر بثمن للحضارة الإنسانية.
تشخيص وعلاج
تم تقديم المعلومات الأكثر تفصيلاً حول الأمل في الطب الحديث من قبل الدكتور Simbirtsev ، أحد أولئك الذين عملوا على إنشاء الدواء. من مقابلتهيمكن للمرء أن يفهم ما بنى علماء المنطق الدواء وكيف يجب أن يحقق الكفاءة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخلاص استنتاجات حول ما إذا كان بروتين الصدمة الحرارية قد اجتاز بالفعل تجارب إكلينيكية أم أنه لا يزال أمامه.
كما ذكرنا سابقًا ، إذا لم يتعرض الجسم لظروف مرهقة ، فإن إنتاج BS يحدث في حجم صغير بشكل استثنائي ، لكنه يزداد بشكل كبير مع تغير في التأثير الخارجي. في نفس الوقت ، جسم الإنسان الطبيعي غير قادر على إنتاج مثل هذه الكمية من HSP التي من شأنها أن تساعد في هزيمة الورم الخبيث الناشئ. "ماذا يحدث إذا تم تقديم HTS من الخارج؟" - فكر العلماء وجعلوا هذه الفكرة أساس الدراسة.
كيف من المفترض أن يعمل هذا؟
لإنشاء دواء جديد ، أعاد العلماء في المختبر إنشاء كل ما هو ضروري للخلايا الحية لبدء إنتاج HSP. لهذا تم الحصول على جين بشري خضع للاستنساخ بأحدث المعدات. لقد تغيرت البكتيريا التي تمت دراستها في المعامل حتى بدأت في إنتاج البروتين الذي يرغب فيه العلماء بشكل مستقل.
توصل العلماء ، بناءً على المعلومات التي تم الحصول عليها أثناء البحث ، إلى استنتاجات حول تأثير HSP على جسم الإنسان. للقيام بذلك ، كان من الضروري تنظيم تحليل حيود الأشعة السينية للبروتين. ليس من السهل القيام بذلك على الإطلاق: كان علينا إرسال عينات إلى مدار كوكبنا. هذا يرجع إلى حقيقة أن الظروف الأرضية ليست مناسبة للتطور الصحيح والموحد للبلورات. وهنا الكونيتسمح الظروف بالحصول على تلك البلورات التي يحتاجها العلماء بالضبط. عند العودة إلى كوكبهم الأصلي ، تم تقسيم العينات التجريبية بين العلماء اليابانيين والروس ، الذين توصلوا إلى تحليلهم ، كما يقولون ، دون إضاعة ثانية.
وماذا وجدوا؟
بينما لا يزال العمل في هذا الاتجاه جاريًا. قال ممثل مجموعة العلماء إنه كان من الممكن تحديد ما يلي بالضبط: لا توجد علاقة دقيقة بين جزيء HSP وعضو أو نسيج كائن حي. وهذا يتحدث عن التنوع. هذا يعني أنه إذا وجد بروتين الصدمة الحرارية تطبيقًا في الطب ، فسيصبح الدواء الشافي فورًا لعدد كبير من الأمراض - بغض النظر عن العضو المصاب بورم خبيث ، يمكن علاجه.
في البداية ، صنع العلماء الدواء في شكل سائل - يتم حقنه في الأشخاص الذين تم اختبارهم. تم أخذ الجرذان والفئران كأول عينات لاختبار المنتج. كان من الممكن تحديد حالات الشفاء في كل من المراحل الأولى والمتأخرة من تطور المرض. المرحلة الحالية تسمى التجارب قبل السريرية. يقدر العلماء توقيت الانتهاء منه لمدة عام على الأقل. بعد ذلك ، حان وقت التجارب السريرية. في السوق ، سيتوفر علاج جديد ، ربما يكون حلاً سحريًا ، في غضون 3-4 سنوات أخرى. ومع ذلك ، وفقًا للعلماء ، كل هذا حقيقي فقط إذا وجد المشروع تمويلًا.
انتظر او لا تنتظر؟
بالطبع تبدو وعود الأطباء جذابة ، لكنها في نفس الوقت تسبب عدم الثقة بحق. منذ متى عانى الجنس البشري من مرض السرطان ، وكم عدد الضحايالقد كان هذا المرض في العقود القليلة الماضية ، وهنا يعدون ليس فقط دواء فعال ، ولكن دواء حقيقي - من أي نوع وفي أي وقت. كيف تصدق هذا؟ والأسوأ من ذلك - أن نصدق ولا ننتظر أو ننتظر ، لكن اتضح أن العلاج ليس جيدًا على الإطلاق كما هو متوقع كما وعد.
تطوير دواء هو تقنية الهندسة الوراثية ، أي مجال الطب الأكثر تقدمًا كعلم. هذا يعني أنه مع النجاح الواجب ، يجب أن تكون النتائج رائعة حقًا. ومع ذلك ، هذا يعني أيضًا أن العملية مكلفة للغاية. كقاعدة عامة ، يكون المستثمرون على استعداد لاستثمار الكثير من الأموال في المشاريع الواعدة ، ولكن عندما يكون الموضوع بارزًا للغاية ، يكون الضغط مرتفعًا ، والإطار الزمني غير واضح إلى حد ما ، يتم تقييم المخاطر على أنها ضخمة. هذه توقعات متفائلة الآن لمدة 3-4 سنوات ، لكن جميع الخبراء في السوق يدركون جيدًا عدد المرات التي يزحف فيها الإطار الزمني إلى عقود.
مذهل ، لا يصدق … أم هو؟
التكنولوجيا الحيوية هي مجال مغلق أمام فهم الشخص العادي. لذلك ، لا يسعنا إلا أن نأمل في عبارة "نجاح التجارب قبل السريرية". كان الاسم العملي للدواء هو "بروتين صدمة الحرارة". ومع ذلك ، فإن HSP هو المكون الرئيسي فقط للدواء ، والذي يعد بأن يكون طفرة في سوق الأدوية المضادة للسرطان. بالإضافة إلى ذلك ، من المتوقع أن تشتمل التركيبة على عدد من المواد المفيدة ، والتي ستكون ضمانًا لفعالية المنتج. وكل هذا أصبح ممكنا بسبب حقيقة أن أحدث دراسات HSPأظهر أن الجزيء لا يساعد فقط في حماية الخلايا الحية من التلف ، ولكنه أيضًا نوع من "توجيه أصابع الاتهام" لجهاز المناعة ، مما يساعد على تحديد الخلايا التي تتأثر بالورم والتي لا تتأثر. ببساطة ، عندما يظهر HSP بتركيز عالٍ بدرجة كافية في الجسم ، يأمل العلماء أن الاستجابة المناعية ستدمر العناصر المريضة من تلقاء نفسها.
امل وانتظر
تلخيصًا ، يمكننا القول أن الحداثة ضد الورم تستند إلى حقيقة أن الجسم نفسه لديه علاج يمكن أن يدمر الورم ، إنه بطبيعته ضعيف نوعًا ما. التركيز منخفض للغاية بحيث لا يمكن للمرء أن يحلم بأي تأثير علاجي. في الوقت نفسه ، توجد HSPs جزئيًا في الخلايا التي لا تتأثر بالورم ، ولن "يترك" الجزيء في أي مكان منها. لذلك ، من الضروري توفير مادة مفيدة من الخارج - بحيث تؤثر بشكل مباشر على العناصر المصابة. بالمناسبة ، بينما يفترض العلماء أن الدواء لن يكون له حتى آثار جانبية - وهذا مع مثل هذا الأداء العالي! ويفسرون هذا "السحر" بحقيقة أن الدراسات أظهرت عدم وجود سمية. ومع ذلك ، سيتم التوصل إلى الاستنتاجات النهائية عندما تنتهي التجارب قبل السريرية ، الأمر الذي سيتطلب سنة على الأقل.
