Πώς το ανοσοποιητικό σας σύστημα χρησιμοποιεί χάος για την πρόληψη ασθενειών
Νέα έρευνα, που εμφανίζεται στο περιοδικό Επικοινωνία φύσης, αποκαλύπτει έναν νέο μηχανισμό που παίζει στην κυτταρική λειτουργία. Οι χαοτικές μεταβολές των συγκεντρώσεων πρωτεϊνών βοηθούν στο να διατηρήσουμε το ανοσοποιητικό μας σύστημα σε εγρήγορση και λειτουργικό, προλαμβάνοντας χρόνιες ασθένειες, όπως ο καρκίνος και ο διαβήτης.
Η σύγχρονη έρευνα έχει ανακαλύψει πολλούς από τους ελαττωματικούς μηχανισμούς που παίζουν στον καρκίνο, αλλά η επιστήμη έχει πολλά να ανακαλύψει.
Σε κυτταρικό επίπεδο, ορισμένοι από αυτούς τους μηχανισμούς περιστρέφονται γύρω από αυτό που οι ειδικοί γιατροί αποκαλούν οδούς σηματοδότησης. Οι οδοί κυτταρικής σηματοδότησης ρυθμίζουν την ανάπτυξη, την επιβίωση και τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων.
Στον καρκίνο, ορισμένες πρωτεΐνες σηματοδότησης είναι υπερδραστικές, οδηγώντας στην ανάπτυξη και τον πολλαπλασιασμό των καρκινικών κυττάρων, ενώ άλλες - που συνήθως λειτουργούν ως καταστολείς όγκων - δεν λειτουργούν σωστά.
Η κατανόηση της δυναμικής που υπάρχει στα κύτταρα είναι, επομένως, κλειδί για την πρόληψη και την υπέρβαση του καρκίνου και πολλές άλλες χρόνιες ασθένειες.
Νέα έρευνα μπορεί να έχει ανοίξει νέο έδαφος από αυτή την άποψη, καθώς τρεις επιστήμονες ανακάλυψαν έναν νέο μηχανισμό ρύθμισης των κυττάρων: το χάος.
Ο διδακτορικός ερευνητής Mathias Heltberg και ο καθηγητής Mogens Høgh Jensen - και οι δύο από το Ινστιτούτο Niels Bohr στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης στη Δανία, μαζί με τον Sandeep Krishna από το Εθνικό Κέντρο Βιολογικών Επιστημών στο Bangalore της Ινδίας, ξεκίνησαν να διερευνήσουν πώς μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη διεγείρει το γονίδιο δραστηριότητα.
Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η χαοτική δυναμική είναι η απάντηση. Η πρωτεΐνη που μελέτησαν είναι ο πυρηνικός παράγοντας-κB (NF-kB).
Το NF-kB είναι το κλειδί για τη διατήρηση του ανοσοποιητικού συστήματος του σώματος σε εγρήγορση και λειτουργία Έτσι, τα ευρήματα μπορεί να βοηθήσουν στην αποτροπή περισσότερων από τον καρκίνο: ο διαβήτης και η νόσος του Αλτσχάιμερ θα μπορούσαν επίσης να είναι στόχοι εάν οι ερευνητές κατανοήσουν καλύτερα πώς λειτουργούν οι φυσικές άμυνες του σώματος.
Το χάος είναι απαραίτητο για την ανοσοαπόκριση
Το NF-kB είναι ένας παράγοντας μεταγραφής που είναι κρίσιμος τόσο για τις «έμφυτες όσο και για προσαρμοστικές ανοσολογικές λειτουργίες» και επίσης μεσολαβεί στις φλεγμονώδεις αποκρίσεις. Ως αποτέλεσμα, τα επίπεδα στο σώμα κυμαίνονται με το χρόνο, επηρεάζοντας τη λειτουργία των γονιδίων και των κυττάρων.
Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι η σηματοδότηση NF-kB παίζει επίσης καθοριστικό ρόλο στον καρκίνο, παρέχοντας τη σύνδεση μεταξύ ανάπτυξης καρκίνου και φλεγμονής.
Στην τρέχουσα μελέτη, ο καθηγητής Jensen και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν μαθηματικούς υπολογισμούς και εργαστηριακά πειράματα για να δείξουν ότι τα χαοτικά σκαμπανεβάσματα στις συγκεντρώσεις NF-kB ενεργοποιούν γονίδια που διαφορετικά θα έμεναν σιωπηλά.
Η πρωτεΐνη NF-kB πρέπει να βρίσκεται σε χαοτική κατάσταση για να ενεργοποιήσει τα σωστά γονίδια που επιτρέπουν τη βέλτιστη ανοσοαπόκριση, έδειξε η μελέτη.
Μέχρι τώρα, οι ερευνητές πίστευαν ότι όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί απέφυγαν τη χαοτική δυναμική. Αλλά η νέα μελέτη αμφισβητεί αυτήν την πεποίθηση, καθώς οι ερευνητές δείχνουν ότι οι χαοτικές μεταβολές στις συγκεντρώσεις πρωτεϊνών είναι κρίσιμες για την ενεργοποίηση βασικών γονιδίων.
«Το χάος είναι μια μαθηματικά καλά καθορισμένη δυναμική, που, για παράδειγμα, έχει χρησιμοποιηθεί προηγουμένως για να εξηγήσει μεγάλες αλλαγές στα καιρικά συστήματα», εξηγεί ο καθηγητής Jensen.
«Με την τεράστια πολυπλοκότητα που χαρακτηρίζει τα υψηλότερα επίπεδα ζωντανών όντων, είναι προφανές ότι η χαοτική δυναμική θα συμβεί σε διαφορετικούς τύπους συστημάτων. Αλλά το πώς το χάος παίζει καθοριστικό ρόλο στα ζωντανά κύτταρα είναι εντελώς νέο », προσθέτει ο ερευνητής.
Επιπτώσεις στον διαβήτη, τον καρκίνο, το Αλτσχάιμερ
Οι ερευνητές σημειώνουν επίσης τις θεραπευτικές επιπτώσεις των ευρημάτων. Νέα φάρμακα, λέει ο Heltberg, συν-συγγραφέας της μελέτης, θα μπορούσε «να διασφαλίσει τη σωστή λειτουργία των πρωτεϊνών».
«Οι θεραπείες θα μπορούσαν επίσης να περιλαμβάνουν την απόσυρση και τον έλεγχο των κυττάρων από ένα σώμα για να εκτιμηθεί εάν τα κύτταρα είναι στη σωστή κατάσταση για να έχουν τις σωστές μεταβολές», συνεχίζει ο Heltberg.
"Εάν δεν είναι, μπορεί να είναι δυνατή η πρόβλεψη και η ανακάλυψη ασθενειών πριν εμφανιστούν."
Ο καθηγητής Jensen συμφωνεί:
«Τα αποτελέσματα μπορούν να έχουν τεράστιο αντίκτυπο στην κατανόησή μας για το πώς λειτουργεί το ανοσοποιητικό σύστημα και πώς μπορεί να αποφευχθεί η εμφάνιση ορισμένων από τις πιο σοβαρές ασθένειες, όπως ο διαβήτης, ο καρκίνος και το Αλτσχάιμερ».
Καθ. Mogens Høgh Jensen
