Πώς θα μπορούσαν οι πρωτεΐνες σχεδιαστών να ανατρέψουν τον καρκίνο;
Τα χρωμοσώματα, ή μόρια DNA που βρίσκονται σε κύτταρα που φέρουν γενετικό υλικό, «κρατούνται» από τελομερή, τα οποία θα τους εμποδίσουν να «ξετυλίξουν». Τα τελομερή είναι επίσης σημαντικά για τη διαδικασία ανάπτυξης και γήρανσης των κυττάρων, αλλά τι συμβαίνει όταν ο καρκίνος τα «πειράξει» και μπορεί να αποφευχθεί αυτό;
«Ένα φυσιολογικό κύτταρο μεγαλώνει για το σωστό χρονικό διάστημα που απαιτείται για να αναπτύξουμε και να συντηρήσουμε το σώμα μας», εξηγεί ο αναπληρωτής καθηγητής Oliver Rackham, του Πανεπιστημίου της Δυτικής Αυστραλίας στο Crawley.
Ορισμένοι μοριακοί μηχανισμοί υπάρχουν σε κύτταρα που τους "λένε" πόσο να μεγαλώνουν και πότε είναι ώρα να σταματήσουν να αναπτύσσονται.
Ένας τέτοιος μηχανισμός περιλαμβάνει τα τελομερή, τα οποία είναι τα «καλύμματα» στα άκρα των χρωμοσωμάτων. Τα χρωμοσώματα φέρουν γενετικές πληροφορίες.
Τα τελομερή είναι "προσκολλημένα" στα μεμονωμένα σκέλη του DNA που αφήνονται "κρέμονται" στα άκρα, ή στα άκρα, των χρωμοσωμάτων, τα οποία ασφαλίζουν όπως ήταν.
«[Τα κύτταρα] ελέγχουν την ανάπτυξή τους με έναν μηχανισμό μοριακής μέτρησης που λέει στο κελί πόσο χρονών είναι. Αυτό συμβαίνει στα άκρα των χρωμοσωμάτων μας που έχουν μικρά καπάκια πάνω τους », λέει ο Rackham.
«Κάθε φορά που το κύτταρο χωρίζεται», συνεχίζει, «λίγο στο καπάκι του χρωμοσώματος εξαφανίζεται. Μόλις τα καπάκια συρρικνωθούν σε ένα ορισμένο μήκος, το κύτταρο γνωρίζει ότι έχει διαιρεθεί πάρα πολλές φορές και στη συνέχεια θα σταματήσει να μεγαλώνει ή να πεθαίνει. "
Πώς ο καρκίνος ρυθμίζει την ανάπτυξη των κυττάρων
Αλλά τα προβλήματα προκύπτουν όταν τα τελομερή δεν μειώνονται σταδιακά, όπως έπρεπε. Καθ 'όλη τη διάρκεια της παιδικής ηλικίας ενός ατόμου, τα τελομερή είναι φυσικά «μεγαλύτερης διάρκειας», καθώς το άτομο πρέπει ακόμα να αναπτυχθεί και να αναπτυχθεί.
Ωστόσο, εάν, στην ενηλικίωση, ο μηχανισμός που ρυθμίζει τη συντόμευση των τελομερών και έτσι η διαδικασία γήρανσης των κυττάρων διακόπτεται και τα τελομερή δεν συντομεύονται, τα κύτταρα συνεχίζουν να αναπτύσσονται ανώμαλα.
Αυτό, σύμφωνα με έρευνα, είναι αυτό που συμβαίνει στον καρκίνο. Όπως το θέτει ο Rackham, "[C] τα κύτταρα ancer ανατρέπουν τον μηχανισμό μέτρησης που συρρικνώνει τα άκρα των χρωμοσωμάτων μας, έτσι ώστε τα καρκινικά κύτταρα να αναπαράγονται επ 'αόριστον."
Πώς ο καρκίνος «αιχμαλωτίζει» τα τελομερή; «[Β] παράγουμε ένα ένζυμο που ονομάζεται τελομεράση, το οποίο χρειαζόμαστε όταν είμαστε μωρά και μεγαλώνουμε πολύ γρήγορα, αλλά το οποίο σταματάμε να παράγουμε όταν σταματούμε να αναπτύσσουμε γρήγορα», εξηγεί ο Rackham.
Περίπου το 90% όλων των καρκινικών κυττάρων περιέχουν τελομεράση, διαταράσσοντας έτσι τον κανονικό κυτταρικό αυτορυθμιζόμενο μηχανισμό, σημειώνει ο ερευνητής.
Αυτές οι τεχνητές πρωτεΐνες είναι «πρώτες»
Ο Rackham και μια ομάδα ειδικών από το Ινστιτούτο Ιατρικής Έρευνας του Πανεπιστημίου της Δυτικής Αυστραλίας, Harry Perkins, εργάζονται για να βρουν έναν αποτελεσματικό τρόπο για να σταματήσει η τελομεράση να διευκολύνει την ανώμαλη ανάπτυξη των κυττάρων στον καρκίνο.
Αυτό το ένζυμο δρα «επιμήκυνση» των τελομερών που στα άκρα των χρωμοσωμάτων, πρακτικά «ανανεώνοντας» τη διάρκεια ζωής τους.
Όπως ανέφεραν σε ένα άρθρο που δημοσιεύεται τώρα στο περιοδικό Επικοινωνία φύσης, η ομάδα του Πανεπιστημίου της Δυτικής Αυστραλίας έχει αναπτύξει τεχνητές πρωτεΐνες που τυλίγουν τα άκρα των χρωμοσωμάτων, εμποδίζοντας έτσι την τελομεράση να «ενισχύσει» τα τελομερή.
«Αυτές οι πρωτεΐνες», εξηγεί ο Rackham, «κλειδώστε το [μονόκλωνο] DNA [το οποίο ασφαλίζεται από τελομερή] έτσι ώστε η τελομεράση να μην μπορεί να το αγγίξει».
«Το εργαστήριο μας σχεδίασε πρωτεΐνες που, για πρώτη φορά, μπορούν να αναγνωρίσουν το μονόκλωνο DNA και να το δεσμεύσουν. Μπορούμε βασικά να προγραμματίσουμε αυτές τις πρωτεΐνες για να τις στοχεύσουμε », σημειώνει.
Κάνοντας αυτό, η ομάδα κατάφερε να διαταράξει τον μοριακό μηχανισμό που ο καρκίνος θα «πειραχτεί» για να τροφοδοτήσει την ανεξέλεγκτη, και επομένως επιβλαβής, ανάπτυξη των κυττάρων.
Οι ερευνητές έχουν εκφράσει τον ενθουσιασμό τους στην ανακάλυψή τους, υποστηρίζοντας ότι η ανάπτυξη πρωτεϊνών ικανών να συνδεθούν με μονόκλωνο DNA θα μπορούσε, στο μέλλον, να χρησιμοποιηθεί σε πολλούς τομείς θεραπευτικού ενδιαφέροντος.
«Σε αυτή τη μελέτη έχουμε δείξει ότι έχουμε την ικανότητα να σχεδιάζουμε πρωτεΐνες που αναγνωρίζουν συγκεκριμένες αλληλουχίες [μονόκλωνου DNA], με πολλές πιθανές εφαρμογές στη βιολογία και τη βιοτεχνολογία», καταλήγουν οι συγγραφείς.
