اگر دما افزایش یابد، موجودات زنده با تولید ترکیبات عجیبی به نام "پروتئین های شوک حرارتی" به آن واکنش نشان می دهند. واکنش یک فرد اینگونه است، واکنش گربه این گونه است، هر موجودی اینگونه واکنش نشان می دهد، زیرا از سلول های زنده تشکیل شده است. با این حال، نه تنها افزایش دما باعث سنتز پروتئین شوک حرارتی کلامیدیا و سایر گونه ها می شود. استرس های شدید اغلب موقعیت ها را تحریک می کنند.
اطلاعات عمومی
از آنجایی که پروتئین های شوک حرارتی تنها در شرایط خاص توسط بدن تولید می شوند، تفاوت های زیادی با ترکیبات تولید شده معمولی دارند. دوره تشکیل آنها با مهار بیان مخزن پروتئین اصلی که نقش مهمی در متابولیسم دارد مشخص می شود.
یوکاریوت های HSP-70، پروکاریوت های DnaK خانواده ای هستند که در آن دانشمندان پروتئین های شوک حرارتی را که برای بقا در سطح سلولی مهم هستند، ترکیب کرده اند. این بدان معنی است که به لطف چنین ترکیباتی، سلول می تواند حتی در شرایطی که استرس، گرما و محیط تهاجمی در برابر آن مقاومت می کند، به عملکرد خود ادامه دهد. با این حال، پروتئین های این خانواده همچنین می توانند در فرآیندهایی که در شرایط عادی رخ می دهند شرکت کنند.
زیست شناسی در سطح میکروسکوپی
اگر دامنه ها 100٪ یکسان هستند، یوکاریوت ها، پروکاریوت ها بیشتر هستند.بیش از 50 درصد همولوگ دانشمندان ثابت کرده اند که در طبیعت، در بین تمام گروه های پروتئینی، 70 کیلو دالتون HSP است که یکی از محافظه کارانه ترین ها است. مطالعات اختصاص یافته به این موضوع در سال های 1988 و 1993 انجام شد. احتمالاً، این پدیده را می‌توان از طریق عملکرد همراه ذاتی پروتئین‌های شوک حرارتی در مکانیسم‌های درون سلولی توضیح داد.
چگونه کار می کند؟
اگر یوکاریوت ها را در نظر بگیریم، ژن های HSP تحت تأثیر شوک حرارتی القا می شوند. اگر برخی از سلول ها از شرایط استرس زا فرار کنند، آنگاه عوامل در هسته، سیتوپلاسم به صورت مونومر وجود دارند. این ترکیب فعالیت اتصال به DNA ندارد.
با تجربه شرایط استرس زا، سلول به صورت زیر رفتار می کند: Hsp70 جدا می شود، که تولید پروتئین های دناتوره شده را آغاز می کند. HSP تریمرها را تشکیل می دهد، این فعالیت ویژگی آن را تغییر می دهد و روی DNA تأثیر می گذارد، که در نهایت منجر به تجمع اجزا در هسته سلول می شود. این فرآیند با افزایش چند برابری رونویسی همراه است. البته شرایطی که این امر را تحریک کرد با گذشت زمان می گذرد و تا زمانی که این اتفاق بیفتد، Hsp70 دوباره می تواند در HSP گنجانده شود. فعالیت مرتبط با DNA از بین می رود، سلول به کار خود ادامه می دهد که گویی هیچ اتفاقی نیفتاده است. این توالی از رویدادها در اوایل سال 1993 در مطالعات انجام شده بر روی HSP توسط موریموتو آشکار شد. اگر ارگانیسم تحت تأثیر باکتری قرار گیرد، HSP ها می توانند روی سینوویوم متمرکز شوند.
چرا و چرا؟
دانشمندان دریافته اند که HSP ها در نتیجه تشکیل می شوندتأثیر انواع موقعیت های منفی و تهدید کننده حیات برای سلول. تأثیرات استرس‌زا و مضر از بیرون می‌تواند بسیار متنوع باشد، اما منجر به یک نوع می‌شود. به دلیل HSP، سلول تحت تأثیر عوامل تهاجمی زنده می ماند.
مشخص است که HSP ها به سه خانواده تقسیم می شوند. علاوه بر این، دانشمندان دریافته اند که آنتی بادی هایی برای پروتئین شوک حرارتی وجود دارد. تقسیم به گروه های HSP با در نظر گرفتن وزن مولکولی انجام می شود. سه دسته: 25، 70، 90 کیلو دالتون. اگر یک سلول به طور معمول در یک موجود زنده وجود داشته باشد، پس در داخل آن مطمئناً پروتئین های مختلفی با یکدیگر مخلوط می شوند، کاملا مشابه. به لطف HSP، پروتئین های دناتوره شده و همچنین پروتئین هایی که به اشتباه تا شده اند، می توانند دوباره به محلول تبدیل شوند. با این حال، علاوه بر این تابع، برخی دیگر نیز وجود دارد.
آنچه می دانیم و آنچه حدس می زنیم
تا کنون، پروتئین شوک حرارتی کلامیدیا، و همچنین سایر HSPها، به طور کامل مورد مطالعه قرار نگرفته است. البته، گروه‌هایی از پروتئین‌ها وجود دارند که دانشمندان اطلاعات نسبتاً زیادی در مورد آنها دارند، و گروه‌هایی هم هستند که هنوز به آنها تسلط پیدا نکرده‌اند. اما اکنون علم به سطحی رسیده است که دانش به ما اجازه می‌دهد بگوییم در انکولوژی، پروتئین شوک حرارتی می‌تواند ابزاری واقعا مفید برای شکست دادن یکی از وحشتناک‌ترین بیماری‌های قرن ما - سرطان باشد.
دانشمندان بیشترین مقدار داده را در مورد HSP Hsp70 دارند که می تواند به پروتئین ها، دانه ها، کمپلکس های مختلف متصل شود.حتی با موارد غیر طبیعی با گذشت زمان، انتشار رخ می دهد، همراه با اتصال ATP. این بدان معنی است که یک محلول دوباره در سلول ظاهر می شود و پروتئین هایی که تحت یک فرآیند تا شدن نادرست قرار گرفته اند می توانند دوباره تحت این عمل قرار گیرند. هیدرولیز، اتصال ATP مکانیسم هایی هستند که این امکان را فراهم کردند.
ناهنجاری ها و هنجارها
بیش از حد برآورد نقش پروتئین های شوک حرارتی برای موجودات زنده دشوار است. هر سلولی همیشه حاوی پروتئین های غیر طبیعی است که در صورت وجود پیش نیازهای خارجی، غلظت آنها می تواند افزایش یابد. یک داستان معمولی گرم شدن بیش از حد یا عفونت است. این بدان معناست که برای ادامه حیات سلول، تولید مقدار بیشتری HSP ضروری است. مکانیسم رونویسی فعال می شود، که تولید پروتئین را آغاز می کند، سلول با شرایط متغیر سازگار می شود و به عملکرد خود ادامه می دهد. با این حال، همراه با مکانیسم های شناخته شده از قبل، چیزهای زیادی برای کشف باقی مانده است. به ویژه، آنتی بادی های پروتئین شوک حرارتی کلامیدیا میدان نسبتاً بزرگی برای فعالیت دانشمندان است.
HSP، هنگامی که زنجیره پلی پپتیدی افزایش می یابد، و آنها خود را در شرایطی می یابند که امکان برقراری ارتباط با آن را فراهم می کند، از تجمع و تخریب غیر اختصاصی جلوگیری می کند. در عوض، تا شدن به طور معمول اتفاق می‌افتد و همراهان لازم در این فرآیند دخیل هستند. Hsp70 علاوه بر این برای باز کردن زنجیره های پلی پپتیدی با مشارکت ATP مورد نیاز است. با HSP، می توان به این نتیجه رسید که مناطق غیر قطبی نیز تحت تأثیر آنزیم ها قرار می گیرند.
HTS و پزشکی
در روسیه، دانشمندان FMBA توانستند داروی جدیدی با استفاده از پروتئین شوک حرارتی برای ساخت آن بسازند. درمان سرطان که توسط دانشمندان ارائه شده است، قبلاً آزمایش اولیه روی جوندگان آزمایشی مبتلا به سارکوم و ملانوم را پشت سر گذاشته است. این آزمایش‌ها به ما اجازه داد تا با اطمینان بگوییم که گام مهمی در مبارزه با سرطان‌شناسی برداشته شده است.
دانشمندان پیشنهاد کردند و توانستند ثابت کنند که پروتئین شوک حرارتی یک دارو است، یا بهتر است بگوییم، می تواند پایه ای برای یک داروی موثر باشد، عمدتاً به دلیل این واقعیت است که این مولکول ها در موقعیت های استرس زا تشکیل می شوند. از آنجایی که آنها در اصل توسط بدن برای اطمینان از بقای سلول ها تولید می شوند، پیشنهاد شده است که با ترکیب مناسب با سایر داروها، حتی می توان با تومور مبارزه کرد.
HSP به دارو کمک می کند تا سلول های بیمار را در بدن بیمار شناسایی کند و با نادرست بودن DNA در آنها مقابله کند. انتظار می رود که داروی جدید برای هر نوع بیماری بدخیم به همان اندازه موثر باشد. این شبیه یک افسانه به نظر می رسد، اما پزشکان از این هم فراتر می روند - آنها فرض می کنند که درمان مطلقاً در هر مرحله ای در دسترس خواهد بود. موافقم، چنین پروتئین شوک حرارتی ناشی از سرطان، هنگامی که تمام آزمایشات را پشت سر بگذارد و قابلیت اطمینان خود را تأیید کند، به دارایی ارزشمندی برای تمدن بشری تبدیل خواهد شد.
تشخیص و درمان
جزئی ترین اطلاعات در مورد امیدهای پزشکی مدرن توسط دکتر سیمبیرتسف، یکی از کسانی که روی ایجاد این دارو کار کرده است، ارائه شده است. از مصاحبه اشمی توان فهمید که دانشمندان این دارو را با چه منطقی ساخته اند و چگونه باید کارایی داشته باشد. علاوه بر این، می توان نتیجه گرفت که آیا پروتئین شوک حرارتی قبلاً آزمایشات بالینی را پشت سر گذاشته است یا هنوز در راه است.
همانطور که قبلاً ذکر شد، اگر بدن شرایط استرس زا را تجربه نکند، تولید BS در حجم بسیار کم اتفاق می افتد، اما با تغییر در تأثیر خارجی به طور قابل توجهی افزایش می یابد. در عین حال، بدن انسان عادی قادر به تولید چنین مقدار HSP نیست که به شکست نئوپلاسم بدخیم در حال ظهور کمک کند. "اگر HTS از خارج معرفی شود چه اتفاقی می افتد؟" - دانشمندان فکر کردند و این ایده را مبنای مطالعه قرار دادند.
این چگونه باید کار کند؟
برای ایجاد یک داروی جدید، دانشمندان در آزمایشگاه همه چیز لازم را برای سلول های زنده برای شروع تولید HSP بازسازی کردند. برای این کار یک ژن انسانی به دست آمد که با استفاده از آخرین تجهیزات مورد شبیه سازی قرار گرفت. باکتری‌های مورد مطالعه در آزمایشگاه‌ها تا زمانی که شروع به تولید مستقل پروتئینی کردند که مورد علاقه دانشمندان بود، تغییر کرده‌اند.
دانشمندان بر اساس اطلاعات به دست آمده در طول تحقیقات، در مورد تأثیر HSP بر بدن انسان نتیجه گیری کردند. برای انجام این کار، سازماندهی تجزیه و تحلیل پراش اشعه ایکس از پروتئین ضروری بود. انجام این کار اصلاً آسان نیست: ما مجبور شدیم نمونه هایی را به مدار سیاره خود بفرستیم. این به این دلیل است که شرایط زمینی برای رشد صحیح و یکنواخت کریستال ها مناسب نیست. و اینجا کیهانی استشرایط به دست آوردن دقیقاً همان کریستال هایی را که دانشمندان به آن نیاز داشتند اجازه می دهد. پس از بازگشت به سیاره خود، نمونه‌های آزمایشی بین دانشمندان ژاپنی و روسی تقسیم شدند و آنها بدون اتلاف لحظه‌ای آنالیز خود را انجام دادند.
و چه چیزی پیدا کردند؟
در حالی که کار در این راستا هنوز در حال انجام است. یکی از نمایندگان گروه دانشمندان گفت که می توان دقیقاً مشخص کرد: هیچ ارتباط دقیقی بین مولکول HSP و اندام یا بافت یک موجود زنده وجود ندارد. و این از تطبیق پذیری صحبت می کند. این بدان معنی است که اگر پروتئین شوک حرارتی در پزشکی کاربرد پیدا کند، فوراً به نوشدارویی برای تعداد زیادی از بیماری ها تبدیل می شود - مهم نیست که چه اندامی تحت تأثیر یک نئوپلاسم بدخیم قرار گرفته است، می توان آن را درمان کرد.
در ابتدا، دانشمندان دارو را به شکل مایع ساختند - این دارو به افراد آزمایش تزریق می شود. موش‌ها و موش‌ها به‌عنوان اولین نمونه‌ها برای آزمایش محصول گرفته شدند. شناسایی موارد درمان هم در مراحل اولیه و هم در مراحل پایانی توسعه بیماری امکان پذیر بود. مرحله فعلی آزمایشات پیش بالینی نامیده می شود. دانشمندان زمان اتمام آن را حداقل یک سال تخمین می زنند. پس از آن، نوبت به آزمایشات بالینی می رسد. در بازار، یک داروی جدید، شاید نوشدارویی، تا 3-4 سال دیگر در دسترس خواهد بود. با این حال، به گفته دانشمندان، همه اینها تنها در صورتی واقعی است که پروژه بودجه پیدا کند.
صبر کردن یا صبر نکردن؟
البته وعده های پزشکان جذاب به نظر می رسد، اما در عین حال به درستی باعث بی اعتمادی می شود. چه مدت است که بشر از سرطان رنج می برد، چه تعداد قربانی دارداین بیماری در چند دهه گذشته بوده است و در اینجا آنها نه تنها یک داروی مؤثر، بلکه یک داروی واقعی - از هر نوع و در هر زمان - را وعده می دهند. چگونه می توانید این را باور کنید؟ و بدتر از آن - باور کردن، اما نه صبر کردن، یا صبر کردن، اما معلوم می شود که درمان به هیچ وجه آنطور که انتظار می رفت خوب نیست، همانطور که وعده داده شده بود.
توسعه دارو یک تکنیک مهندسی ژنتیک است، یعنی پیشرفته ترین رشته پزشکی به عنوان یک علم. این بدان معناست که با موفقیت مناسب، نتایج واقعاً باید چشمگیر باشد. با این حال، این همچنین به این معنی است که این فرآیند بسیار گران است. به عنوان یک قاعده، سرمایه‌گذاران مایلند پول زیادی را در پروژه‌های امیدوارکننده سرمایه‌گذاری کنند، اما وقتی موضوع آنقدر بالاست، فشار زیاد است، و چارچوب زمانی نسبتاً مبهم است، ریسک‌ها بسیار زیاد ارزیابی می‌شوند. اینها اکنون پیش‌بینی‌های خوش‌بینانه‌ای برای 3-4 سال است، اما همه کارشناسان بازار به خوبی می‌دانند که بازه زمانی تا چند دهه چقدر می‌گذرد.
شگفت انگیز، باور نکردنی… یا این است؟
بیوتکنولوژی حوزه‌ای است که برای افراد غیرمتخصص برای درک آن بسته است. بنابراین، تنها می توان به عبارت "موفقیت آزمایشات بالینی" امیدوار بود. نام کاری این دارو "پروتئین شوک حرارتی" بود. با این حال، HSP تنها جزء اصلی دارو است که نوید موفقیت در بازار داروهای ضد سرطان را می دهد. علاوه بر آن، انتظار می رود ترکیب شامل تعدادی مواد مفید باشد که تضمینی برای اثربخشی محصول خواهد بود. و همه اینها با توجه به آخرین مطالعات HSP امکان پذیر شدنشان داد که این مولکول نه تنها به محافظت از سلول‌های زنده در برابر آسیب کمک می‌کند، بلکه نوعی «انگشت اشاره» برای سیستم ایمنی بدن است و به تشخیص اینکه کدام سلول‌ها تحت تأثیر تومور هستند و کدام‌ها نیستند، کمک می‌کند. به بیان ساده، وقتی HSP در غلظت کافی در بدن ظاهر می شود، دانشمندان امیدوارند که پاسخ ایمنی به خودی خود عناصر بیمار را از بین ببرد.
امید و صبر
به طور خلاصه، می توان گفت که تازگی در برابر تومور بر این اساس استوار است که بدن خود دارویی دارد که می تواند نئوپلاسم را از بین ببرد، فقط طبیعتاً نسبتاً ضعیف است. غلظت آن به حدی کم است که حتی نمی توان هیچ اثر درمانی را در خواب دید. در عین حال، HSP ها تا حدی در سلول هایی قرار دارند که تحت تأثیر تومور قرار نمی گیرند و مولکول هیچ جایی از آنها را ترک نمی کند. بنابراین، تامین یک ماده مفید از خارج ضروری است - به طوری که بیشتر به طور مستقیم بر عناصر آسیب دیده تأثیر می گذارد. به هر حال، در حالی که دانشمندان تصور می کنند که این دارو حتی عوارض جانبی نخواهد داشت - و این با چنین عملکرد بالایی است! و آنها این "جادو" را با این واقعیت توضیح می دهند که مطالعات نشان داده است که هیچ سمی وجود ندارد. با این حال، نتیجه گیری نهایی زمانی انجام خواهد شد که کارآزمایی های بالینی به پایان برسد، که حداقل به یک سال زمان نیاز دارد.
