Zahamowanie miażdżycy i stłuszczenia wątroby, osłabienie lęków towarzyszących depresji i ograniczenie procesów zapalnych – badania na zwierzętach pokazują, że tak mogłaby działać aktywacja enzymów, które przeciwdziałają uszkodzeniom mitochondriów. Czy nauczymy się wspomagać centra energetyczne naszych komórek - tak, by skutecznie chroniły organizm przed chorobami cywilizacyjnymi?
Główną funkcją mitochondriów jest produkcja energii chemicznej w postaci ATP. Dysfunkcyjne mitochondria nie produkują jej tyle, ile potrzeba. Taka dysfunkcja odgrywa ważną rolę w patogenezie wielu chorób, takich jak miażdżyca, cukrzyca, zespół metaboliczny, choroby neurodegeneracyjne, a nawet depresja - jest to wspólny mianownik wielu różnych schorzeń. Niestety wciąż nie wiadomo, czy uszkodzenia są przyczyną chorób, czy raczej ich skutkiem.
Na pytania o rolę dysfunkcji mitochondriów w chorobach cywilizacyjnych może odpowiedzieć proteomika, czyli nauka o białkach. Tą dziedziną wiedzy zajmuje się dr Aneta Stachowicz z Katedry Farmakologii Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego. W swojej pracy wykorzystuje ona metody spektrometrii mas. Poszukuje różnic w ekspresji białek w danym narządzie czy tkance, które występują na przykład u osoby zdrowej i chorej. Albo u pacjenta chorego i leczonego.
„Dzięki narzędziom proteomicznym chcemy poznać różnice w ekspresji białek w miażdżycy, stłuszczeniu wątroby czy też depresji. W zwierzęcych modelach tych chorób można zaobserwować zmniejszoną aktywność białek, które są odpowiedzialne w mitochondriach za produkcję energii. Pracujemy nad lekiem, który mógłby aktywować źle działające enzymy i usuwać z mitochondriów szkodliwe, toksyczne aldehydy, które tworzą się w wyniku stresu oksydacyjnego czyli nadmiaru produkcji wolnych rodników tlenowych” – tłumaczy dr Stachowicz.
Laureatka stypendium START Fundacji na rzecz Nauki Polskiej bada enzym mitochondrialny - dehydrogenazę aldehydową, który może pełnić funkcję ochronną w mitochondriach. To właśnie ten enzym usuwa toksyczne substancje, a tym samym może chronić i zapobiegać dysfunkcji centrów energetycznych w komórkach.
Badania na zwierzętach przyniosły obiecujące wyniki.
„Aktywowałam ten enzym metodami farmakologicznymi w zwierzęcych modelach chorób cywilizacyjnych. Okazało się, że podawanie leku myszom rozwijającym miażdżycę powoduje zahamowanie miażdżycy i stłuszczenia wątroby. Podobnie było w zwierzęcym modelu depresji - u szczurów stresowanych prenatalnie. Zaobserwowaliśmy, że aktywacja mitochondrialnego enzymu wykazała działanie przeciwlękowe i przeciwdepresyjne, co sprawdzono z pomocą różnych testów behawioralnych” – opowiada dr Stachowicz.
Mitochondrialna dehydrogenaza aldehydowa to enzym o tyle interesujący dla badaczy, że bierze również udział w metabolizmie alkoholu w organizmie (wraz z dehydrogenazą alkoholową). Dehydrogenaza alkoholowa utlenia etanol do toksycznego aldehydu octowego, a dehydrogenaza aldehydowa przekształca go w nieszkodliwy kwas. Właśnie dlatego aktywatory tego enzymu mogą mieć w przyszłości inne ważne zastosowanie – jako leki usuwające skutki zatrucia alkoholem.
Dr Stachowicz bada też substancje, które mogłyby przeciwdziałać dysfunkcji mitochondriów, a tym samym - zahamować proces zapalny. Tu również nie wiadomo jeszcze, czy dysfunkcja mitochondriów prowadzi do rozwoju procesu zapalnego, czy raczej jest jego skutkiem.
Mitochondria są związane z aktywacją inflamasomu NLRP3. Jest to duży białkowy kompleks prozapalny znajdujący się w komórce, który pełni ważną rolę w układzie immunologicznym. Jego funkcją jest produkcja prozapalnej i w konsekwencji aktywacja procesu zapalnego.
„Wiemy, że nadmierna aktywacja inflamasomu NLRP3 odgrywa ważną rolę w patogenezie wielu chorób cywilizacyjnych. Chciałabym zbadać substancje, które mogłyby zahamować aktywację inflamasomu oraz sprawdzić, jaka jest relacja między dysfunkcją mitochondriów a aktywacją inflamasomu NLRP3” – deklaruje rozmówczyni PAP.
Techniki proteomiczne pozwalają na ilościową ocenę ekspresji wszystkich białek, które znajdują się w danym narządzie - wątrobie, nerkach czy hipokampie u osoby zdrowej i chorej, u zwierząt lub na liniach komórkowych. W ten sposób można znaleźć inspirację dla kolejnych badań, które mogą mieć znaczenie w patogenezie chorób cywilizacyjnych.
Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl
Komentarze
[ z 4]
Jestem pod wrażeniem. Chociażby samego już faktu, że odkrycie zostało dokonane przez tak młodą absolwentkę uczelni wyższej korzystającą z programu stypendialnego START przeznaczającego fundusze na rozwój nowych technologii. Nie dość, że młoda osoba wpadła na tak fantastyczny pomysł działania na molekularne podstawy podłoża chorób, to jeszcze dzięki jej odkryciu, gdyby się potwierdziło również w przypadku stosowania na organizmach ludzkich mogłoby doprowadzić do zrewolucjonizowania nauki i leczenia chorób cywilizacyjnych. Do dzisiejszego dnie tak naprawdę nie wiemy skąd bierze się zdecydowana większość problemów zdrowotnych współczesnych pacjentów. W prawdzie mamy swoje teorie, przypuszczenia, wyniki badań sugerujących korelacje pomiędzy pewnymi substancjami, sposobem życia i tym podobnymi, a występowaniem zaburzeń zdrowotnych. Ale przyszłość pokazuje, że w zakresie niektórych kwestii możemy nie mieć racji. Jak chociażby w zakresie tłuszczów. Powoli pojawia się trend promujący właśnie diety w większej części oparte na trójglicerydach niż węglowodanach, co chociaż spotyka się ze sprzeciwem ze strony dietetyków starej daty, aprobowane jest przez młodszych i odważniejszych, którzy chcą dowodów naukowych, a nie tylko przypuszczeń i domysłów, aby zalecać jakieś składniki pokarmowe lub inne odradzać przed spożyciem swoim pacjentom. A jak pokazuje praktyka, to własnie wysokie spożycie węglowodanów, a nie tłuszczów jakby się mogło wydawać odpowiedzialne jest za rozwój takich chorób cywilizacyjnych jak dyslipidemie, miażdżyca, insulinooporność z cukrzycą typu drugiego włącznie. Kto wie, czy odkryte w powyżej opisanym badaniu zjawisko nie przyczyni się do kolejnej rewolucji w leczeniu chorób cywilizacyjnych? Jestem pełen optymizmu i nadziei w tej kwestii i czekam w napięciu na wyniki badań klinicznych.
Fantastyczna wiadomość! Gdyby udało się potwierdzić wyniki badań, mogłoby się okazać, że za jednym zamachem opracowano by skuteczną metodę przyczynowego leczenia wielu chorób jednocześnie. Aż nie chce mi się wierzyć, że mogłoby to być możliwe, jednak pomimo całego swojego sceptycyzmu czekam z niecierpliwością na dalsze etapy eksperymentu i głęboko mam nadzieję, że jednak to ja będę w błędzie, a nowa metoda leczenia chorób przewlekłych poprzez usprawnianie pracy mitochondriów w komórkach okaże się skuteczną. Ciekawe jednak, jak jeden czy kilka enzymów mogą wpływać tak mocno na tak odmienne problemy jak zaburzenia metaboliczne, czy występowanie lęku w depresji. Jeśli zależności rzeczywiście występują to oczywiście warto zgłębiać to zagadnienie i szukać źródła problemu dla podniesienia skuteczności leczenia.
Właściwie już nieraz pokazywano, że prawidłowe spełnianie swojej funkcji przez mitochondria może mieć wpływ na prewencje przeciwnowotworową i odwrotnie- ich wadliwe funkcjonowanie może przyczyniać się do rozwoju fatalnych w skutkach powikłań i licznych chorób. Dlaczego więc nie wierzyć w pozytywne rezultaty pracy młodej dziewczyny zajmującej się zgłębianiem tego problemu? Sama głęboko wierzę w powodzenie i w pozytywne wyniki uzyskane po przeprowadzeniu badań klinicznych na ludziach. W końcu, skoro na zwierzętach się udało już potwierdzić użyteczność enzymu, to i w praktyce na organizmach ludzkich te wyniki powinny się potwierdzić. Przynajmniej mam taką nadzieję, bo dzięki uzyskaniu dobrych rezultatów można by zwiększyć możliwości leczenia wielu chorób cywilizacyjnych, które na pierwszy rzut oka wydają się być od siebie odległe i niezbyt powiązane, a jednak w praktyce okazuje się coś zupełnie odmiennego i dowiadujemy się, że u podłoża molekularnego mogą one mieć więcej wspólnego niż nam się pierwotnie wydawało. Czy właściwa terapia mogłaby skutecznie zwalczać kilka chorób jednocześnie?
Ciekawe badania i jeszcze ciekawsza koncepcja. Rzeczywiście, jeśli podczas badań klinicznych uda się uzyskać podobne rezultaty co w pracy na zwierzętach laboratoryjnych byłby to wielki krok w leczeniu i prewencji rozwoju chorób przewlekłych. Byłoby to tym bardziej znaczącym odkryciem, że dzięki skupieniu na mitochondriach jako molekularnego podłoża wielu chorób i problemów zdrowotnych (od zaburzeń metabolicznych po problemy natury psychicznej) uzyskalibyśmy narzędzie do przyczynowej walki z szeroką gamą na pierwszy rzut oka odległych chorób. Trzymam mocno kciuki, aby dalsze badania zakończyły się pozytywnym rezultatem i aby udało się stworzyć jeden uniwersalny lek do zastosowania w wymienionych jednostkach chorobowych. Jak na razie wydaje mi się, aż nieprawdopodobne aby tak wiele chorób mogło wynikać z wadliwej pracy enzymów łańcucha oddechowego w komórkach, ale kto wie...czasem najskuteczniejsze mogą okazać się właśnie najprostsze rozwiązania.