Hogyan használja immunrendszere a káoszt a betegségek megelőzésére
Új kutatás, megjelenik a folyóiratban Nature Communications, egy új mechanizmust tár fel, amely a sejtfunkciókban játszik szerepet. A fehérjekoncentráció kaotikus ingadozása segít immunrendszerünk éber és működőképes megőrzésében, megelőzve a krónikus betegségeket, például a rákot és a cukorbetegséget.
A modern kutatás feltárta a rákos megbetegedésekben játszott hibás mechanizmusok sokaságát, a tudománynak mégis rengeteg felfedeznivalója maradt.
Sejtszinten ezek a mechanizmusok némelyike az orvosi szakértők által jelátviteli utaknak nevezett körül forog. A sejtjelző útvonalak szabályozzák a sejtek növekedését, túlélését és szaporodását.
A rákban egyes szignálfehérjék hiperaktívak, ami a daganatsejtek növekedéséhez és szaporodásához vezet, míg mások - amelyek normálisan tumorszuppresszorként működnének - nem működnek megfelelően.
A sejtekben játszott dinamika megértése tehát kulcsfontosságú a rák és sok más krónikus betegség megelőzésében és leküzdésében.
Az új kutatások új teret dönthettek ebben a tekintetben, mivel három tudós felfedezte a sejtek szabályozásának új mechanizmusát: a káoszt.
Mathias Heltberg doktori kutató és Mogens Høgh Jensen professzor - mindketten a dániai Koppenhágai Egyetem Niels Bohr Intézetéből, Sandeep Krishnával, az indiai Bangalore-i Nemzeti Biológiai Tudományok Központjával együtt annak vizsgálatára vállalkoztak, hogy miként stimulálja egy adott fehérje a gént tevékenység.
A tudósok megállapították, hogy a kaotikus dinamika a válasz. Az általuk vizsgált fehérje a nukleáris faktor-kB (NF-kB).
Az NF-kB kulcsfontosságú a test immunrendszerének éber és funkcionális fenntartásában. Tehát a megállapítások többet segíthetnek elrettenteni, mint a rákot: a cukorbetegség és az Alzheimer-kór is célpont lehet, ha a kutatók jobban megértik a szervezet természetes védekezőképességét.
A káosz elengedhetetlen az immunválaszhoz
Az NF-kB egy transzkripciós faktor, amely kritikus mind a „veleszületett, mind az adaptív immunfunkciók szempontjából”, és gyulladásos reakciókat is közvetít. Ennek eredményeként a test szintje az idő függvényében ingadozik, befolyásolva a gén és a sejtek működését.
A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy az NF-kB jelátvitel szintén döntő szerepet játszik a rákban, kapcsolatot teremtve a rák kialakulása és a gyulladás között.
A jelenlegi tanulmányban Jensen professzor és munkatársai matematikai számításokkal és laboratóriumi kísérletekkel bizonyították, hogy az NF-kB koncentrációk kaotikus hullámvölgyei aktiválják azokat a géneket, amelyek egyébként csendben maradnának.
A tanulmány kimutatta, hogy az NF-kB fehérjének kaotikus állapotban kell lennie ahhoz, hogy aktiválja a megfelelő géneket, amelyek lehetővé teszik az optimális immunválaszt.
Eddig a kutatók úgy vélték, hogy minden élő szervezet elkerüli a kaotikus dinamikát. De az új tanulmány megkérdőjelezi ezt a meggyőződést, mivel a kutatók azt mutatják, hogy a fehérje koncentráció kaotikus ingadozása kritikus a kulcsgének aktiválásához.
"A káosz matematikailag jól körülhatárolható dinamika, amelyet például korábban használtak az időjárási rendszerek nagy változásainak magyarázatára" - magyarázza Jensen professzor.
„A magasabb rendű élőlényeket jellemző hatalmas összetettség mellett nyilvánvaló, hogy kaotikus dinamika fog bekövetkezni a különböző típusú rendszerekben. Az azonban teljesen új, hogy a káosz meghatározó szerepet játszik-e az élő sejtekben ”- teszi hozzá a kutató.
A cukorbetegség, a rák, az Alzheimer-kór következményei
A kutatók megjegyzik az eredmények terápiás következményeit is. Új gyógyszerek, mondja Heltberg, a tanulmány társszerzője, "biztosíthatják a megfelelő fehérjefunkciót".
"A terápiák magukban foglalhatják a sejtek testből történő kivonását és tesztelését is annak felmérésére, hogy a sejtek megfelelő állapotban vannak-e a megfelelő lengéshez" - folytatja Heltberg.
"Ha nem, akkor lehet megjósolni és felfedezni a betegségeket, mielőtt azok bekövetkeznének."
Prof. Jensen egyetért:
"Az eredmények óriási hatással lehetnek az immunrendszer működésének megértésére és a legsúlyosabb betegségek, köztük a cukorbetegség, a rák és az Alzheimer-kór előfordulásának megértésére."
Prof. Mogens Høgh Jensen
