Եթե ջերմաստիճանը բարձրանում է, կենդանի օրգանիզմը արձագանքում է դրան՝ արտադրելով յուրահատուկ միացություններ, որոնք կոչվում են «ջերմային ցնցումների սպիտակուցներ»։ Այսպես է արձագանքում մարդը, այսպես է արձագանքում կատուն, այսպես է արձագանքում ցանկացած արարած, քանի որ այն բաղկացած է կենդանի բջիջներից։ Սակայն ոչ միայն ջերմաստիճանի բարձրացումը հրահրում է քլամիդիայի և այլ տեսակների ջերմային շոկի սպիտակուցի սինթեզը։ Ծանր սթրեսները հաճախ իրավիճակներ են հրահրում։
Ընդհանուր տեղեկություններ
Քանի որ ջերմային ցնցումների սպիտակուցները օրգանիզմն արտադրում է միայն կոնկրետ իրավիճակներում, նրանք ունեն մի շարք տարբերություններ սովորական արտադրվող միացություններից: Դրանց ձևավորման շրջանը բնութագրվում է հիմնական սպիտակուցային ավազանի արտահայտման արգելակմամբ, որը կարևոր դեր է խաղում նյութափոխանակության մեջ։
HSP-70 էուկարիոտները, DnaK պրոկարիոտները ընտանիք են, որտեղ գիտնականները միավորել են ջերմային ցնցումների սպիտակուցները, որոնք կարևոր են բջջային մակարդակում գոյատևելու համար: Սա նշանակում է, որ նման միացությունների շնորհիվ բջիջը կարող է շարունակել գործել նույնիսկ այն իրավիճակում, երբ սթրեսը, ջերմությունը և ագրեսիվ միջավայրը դիմակայում են դրան: Այնուամենայնիվ, այս ընտանիքի սպիտակուցները նույնպես կարող են մասնակցել նորմալ պայմաններում տեղի ունեցող գործընթացներին:
Կենսաբանությունը մանրադիտակային մակարդակում
Եթե տիրույթները 100% նույնական են, ապա էուկարիոտները, պրոկարիոտները ավելի շատ ենքան 50% հոմոլոգ: Գիտնականներն ապացուցել են, որ բնության մեջ, բոլոր սպիտակուցային խմբերի մեջ, 70 կԴա HSP-ն ամենապահպանողականներից մեկն է: Դրան նվիրված ուսումնասիրություններ են կատարվել 1988 և 1993 թվականներին: Ենթադրաբար, երևույթը կարելի է բացատրել ներբջջային մեխանիզմներում ջերմային շոկի սպիտակուցներին բնորոշ շապերոնի ֆունկցիոնալության միջոցով:
Ինչպե՞ս է այն աշխատում:
Եթե դիտարկենք էուկարիոտները, ապա HSP գեները առաջանում են ջերմային շոկի ազդեցության տակ։ Եթե որոշ բջիջ խուսափել է սթրեսային պայմաններից, ապա գործոնները առկա են միջուկում՝ ցիտոպլազմում, որպես մոնոմեր։ Այս միացությունը չունի ԴՆԹ կապող ակտիվություն։
Սթրեսային պայմաններ զգալով՝ բջիջն իրեն պահում է հետևյալ կերպ. Hsp70-ը կտրվում է, ինչը սկիզբ է դնում դենատուրացված սպիտակուցների արտադրմանը: HSP-ն ձևավորում է տրիմերներ, ակտիվությունը փոխում է իր բնույթը և ազդում ԴՆԹ-ի վրա, որն ի վերջո հանգեցնում է բջջի միջուկում բաղադրիչների կուտակմանը։ Գործընթացը ուղեկցվում է շապերոնի տառադարձման բազմակի աճով: Իհարկե, իրավիճակը, որը հրահրեց դա, ժամանակի ընթացքում անցնում է, և մինչ դա տեղի ունենա, Hsp70-ը կրկին կարող է ներառվել HSP-ում: ԴՆԹ-ի հետ կապված ակտիվությունը մարում է, բջիջը շարունակում է աշխատել այնպես, կարծես ոչինչ չի եղել: Իրադարձությունների այս հաջորդականությունը բացահայտվել է դեռևս 1993 թվականին Մորիմոտոյի կողմից իրականացված HSP-ի վերաբերյալ ուսումնասիրություններում: Եթե օրգանիզմը ազդում է բակտերիայից, ապա HSP-ները կարող են կենտրոնանալ synovium-ի վրա:
Ինչու և ինչու?
Գիտնականները պարզել են, որ HSP-ներն առաջանում են արդյունքումբջիջի համար մի շարք բացասական, կյանքին սպառնացող իրավիճակների ազդեցությունը: Արտաքին սթրեսային, վնասակար ազդեցությունները կարող են չափազանց բազմազան լինել, բայց հանգեցնել նույն տարբերակին: HSP-ի շնորհիվ բջիջը գոյատևում է ագրեսիվ գործոնների ազդեցության տակ։
Հայտնի է, որ HSP-ները բաժանված են երեք ընտանիքի. Բացի այդ, գիտնականները պարզել են, որ ջերմային շոկի պրոտեինին հակամարմիններ կան: HSP խմբերի բաժանումը կատարվում է հաշվի առնելով մոլեկուլային քաշը։ Երեք կատեգորիա՝ 25, 70, 90 կԴա: Եթե կենդանի օրգանիզմում կա նորմալ գործող բջիջ, ապա դրա ներսում, անշուշտ, կլինեն միմյանց հետ խառնված տարբեր սպիտակուցներ՝ բավականին նման։ HSP-ի շնորհիվ դեատուրացված սպիտակուցները, ինչպես նաև սխալ ծալվածները կարող են կրկին լուծույթ դառնալ։ Այնուամենայնիվ, բացի այս գործառույթից, կան ևս մի քանիսը:
Ինչ գիտենք և ինչ ենք կռահում
Մինչ այժմ քլամիդիայի, ինչպես նաև այլ HSP-ների ջերմային շոկի սպիտակուցը լիովին չի ուսումնասիրվել։ Իհարկե, կան սպիտակուցների որոշ խմբեր, որոնց մասին գիտնականները բավականին մեծ քանակությամբ տվյալներ ունեն, և կան այնպիսիք, որոնք դեռ պետք է յուրացվեն։ Բայց հիմա գիտությունը հասել է մի մակարդակի, երբ գիտելիքը թույլ կտա մեզ ասել, որ ուռուցքաբանության մեջ ջերմային շոկի սպիտակուցը կարող է իսկապես օգտակար գործիք լինել մեր դարի ամենասարսափելի հիվանդություններից մեկը՝ քաղցկեղը::
Գիտնականներն ունեն HSP Hsp70-ի տվյալների ամենամեծ քանակությունը, որը կարող է կապվել տարբեր սպիտակուցների, ագրեգատների, բարդույթների,նույնիսկ աննորմալների հետ: Ժամանակի ընթացքում տեղի է ունենում ազատում, որն ուղեկցվում է ATP-ի միացմամբ: Սա նշանակում է, որ բջջում նորից լուծույթ է հայտնվում, և սպիտակուցները, որոնք անցել են սխալ ծալման գործընթաց, կարող են կրկին ենթարկվել այս գործողությանը։ Հիդրոլիզը, ATP-ի միացումը այն մեխանիզմներն են, որոնք դա հնարավոր դարձրին:
Անոմալիաներ և նորմեր
Դժվար է գերագնահատել ջերմային ցնցումների սպիտակուցների դերը կենդանի օրգանիզմների համար: Ցանկացած բջիջ միշտ պարունակում է աննորմալ սպիտակուցներ, որոնց կոնցենտրացիան կարող է աճել, եթե դրա համար կան արտաքին նախադրյալներ։ Տիպիկ պատմությունը գերտաքացումն է կամ վարակը: Սա նշանակում է, որ բջջի կյանքը շարունակելու համար հրատապ է ավելի մեծ քանակությամբ HSP առաջացնել։ Ակտիվանում է տրանսկրիպցիոն մեխանիզմը, որը սկիզբ է դնում սպիտակուցների արտադրությանը, բջիջը հարմարվում է փոփոխվող պայմաններին և շարունակում է գործել։ Այնուամենայնիվ, արդեն հայտնի մեխանիզմների հետ մեկտեղ դեռ շատ բան պետք է բացահայտվի։ Մասնավորապես, քլամիդիայի ջերմային շոկի սպիտակուցի դեմ հակամարմինները գիտնականների գործունեության համար բավականին մեծ դաշտ են։
HSP, երբ պոլիպեպտիդային շղթան մեծանում է, և նրանք հայտնվում են այնպիսի պայմաններում, որոնք հնարավորություն են տալիս հարաբերությունների մեջ մտնել նրա հետ, խուսափել ոչ սպեցիֆիկ ագրեգացիայից և դեգրադացիայից: Փոխարենը, ծալումը սովորաբար տեղի է ունենում, գործընթացում ներգրավված են անհրաժեշտ շապերոնները: Hsp70-ը լրացուցիչ պահանջվում է ATP-ի մասնակցությամբ պոլիպեպտիդային շղթաների բացման համար: HSP-ով հնարավոր է հասնել, որ ոչ բևեռային շրջանները նույնպես ենթարկվեն ֆերմենտների ազդեցությանը:
HTS և բժշկություն
Ռուսաստանում FMBA-ի գիտնականները կարողացել են ստեղծել նոր դեղամիջոց՝ օգտագործելով ջերմային շոկի սպիտակուց՝ այն ստեղծելու համար: Քաղցկեղի դեղամիջոցը, որը ներկայացրել են գիտնականները, արդեն անցել է սարկոմաներով և մելանոմաներով ախտահարված փորձարարական կրծողների նախնական թեստը։ Այս փորձերը մեզ թույլ տվեցին վստահորեն ասել, որ զգալի քայլ է արվել ուռուցքաբանության դեմ պայքարում։
Գիտնականներն առաջարկել և կարողացել են ապացուցել, որ ջերմային շոկի սպիտակուցը դեղամիջոց է, ավելի ճիշտ՝ կարող է արդյունավետ դեղամիջոցի հիմք դառնալ՝ հիմնականում պայմանավորված այն հանգամանքով, որ այդ մոլեկուլները ձևավորվում են սթրեսային իրավիճակներում: Քանի որ դրանք ի սկզբանե արտադրվում են օրգանիզմի կողմից՝ բջիջների գոյատևումն ապահովելու համար, ենթադրվում է, որ այլ դեղամիջոցների հետ պատշաճ համակցման դեպքում կարելի է պայքարել նույնիսկ ուռուցքի դեմ:
HSP-ն օգնում է դեղամիջոցին հայտնաբերել հիվանդ մարմնի հիվանդ բջիջները և հաղթահարել դրանցում ԴՆԹ-ի սխալը: Ակնկալվում է, որ նոր դեղամիջոցը հավասարապես արդյունավետ կլինի չարորակ հիվանդությունների ցանկացած ենթատեսակի դեպքում։ Թվում է, թե դա հեքիաթ է, բայց բժիշկներն ավելի հեռուն են գնում. նրանք ենթադրում են, որ բուժումը հասանելի կլինի բացարձակապես ցանկացած փուլում: Համաձայն եմ, որ քաղցկեղից ստացված ջերմային շոկի նման սպիտակուցը, երբ անցնի բոլոր թեստերը և հաստատի իր հուսալիությունը, կդառնա անգնահատելի արժեք մարդկային քաղաքակրթության համար։
Ախտորոշում և բուժում
Ժամանակակից բժշկության հույսի մասին առավել մանրամասն տեղեկությունը տվել է բժիշկ Սիմբիրցևը՝ դեղամիջոցի ստեղծման վրա աշխատածներից մեկը: Նրա հարցազրույցիցկարելի է հասկանալ, թե ինչ տրամաբանությամբ են գիտնականները ստեղծել դեղամիջոցը և ինչպես այն պետք է արդյունավետություն բերի։ Բացի այդ, կարելի է եզրակացություններ անել, թե արդյոք ջերմային ցնցումների սպիտակուցն արդեն անցել է կլինիկական փորձարկումներ, թե դեռ առջևում է:
Ինչպես նշվեց ավելի վաղ, եթե օրգանիզմը չի ապրում սթրեսային պայմաններ, ապա ԲՍ-ի արտադրությունը տեղի է ունենում բացառիկ փոքր ծավալով, սակայն այն զգալիորեն ավելանում է արտաքին ազդեցության փոփոխությամբ։ Միևնույն ժամանակ, նորմալ մարդու օրգանիզմն ի վիճակի չէ արտադրել HSP-ի այնպիսի քանակություն, որը կօգնի հաղթահարել առաջացող չարորակ նորագոյացությունը: «Ի՞նչ կլինի, եթե HTS-ը դրսից ներմուծվի»: – գիտնականները մտածեցին և այս գաղափարը դարձրին ուսումնասիրության հիմք:
Ինչպե՞ս պետք է սա աշխատի:
Նոր դեղամիջոց ստեղծելու համար գիտնականները լաբորատորիայում վերստեղծեցին այն ամենը, ինչ անհրաժեշտ էր կենդանի բջիջներին HSP արտադրելու համար: Դրա համար ձեռք է բերվել մարդու գեն, որը կլոնավորման է ենթարկվել՝ օգտագործելով նորագույն սարքավորումներ։ Լաբորատորիաներում ուսումնասիրված բակտերիաները փոխվել են այնքան ժամանակ, մինչև նրանք սկսեցին ինքնուրույն արտադրել գիտնականների կողմից այդքան բաղձալի սպիտակուցը:
Գիտնականները հետազոտության ընթացքում ձեռք բերված տեղեկատվության հիման վրա եզրակացություններ են արել մարդու օրգանիզմի վրա HSP-ի ազդեցության մասին։ Դրա համար անհրաժեշտ էր կազմակերպել սպիտակուցի ռենտգեն դիֆրակցիոն անալիզ։ Դա ամենևին էլ հեշտ չէ անել. մենք պետք է նմուշներ ուղարկեինք մեր մոլորակի ուղեծիր: Դա պայմանավորված է նրանով, որ երկրային պայմանները հարմար չեն բյուրեղների ճիշտ, միատեսակ զարգացման համար։ Եվ ահա տիեզերականպայմանները թույլ են տալիս ստանալ հենց այն բյուրեղները, որոնք անհրաժեշտ էին գիտնականներին: Իրենց հայրենի մոլորակ վերադառնալուն պես փորձարարական նմուշները բաժանվել են ճապոնացի և ռուս գիտնականների միջև, ովքեր, ինչպես ասում են, առանց վայրկյան կորցնելու, անցել են իրենց վերլուծությունները։
Եվ ի՞նչ գտան։
Մինչ այս ուղղությամբ աշխատանքները դեռ շարունակվում են։ Գիտնականների խմբի ներկայացուցիչն ասաց, որ հնարավոր է ճշգրիտ հաստատել՝ HSP մոլեկուլի և կենդանի էակի օրգանի կամ հյուսվածքի միջև ճշգրիտ կապ չկա։ Իսկ դա խոսում է բազմակողմանիության մասին։ Սա նշանակում է, որ եթե ջերմային շոկի սպիտակուցը կիրառություն գտնի բժշկության մեջ, այն անմիջապես կդառնա համադարման ահռելի քանակությամբ հիվանդությունների համար. անկախ նրանից, թե որ օրգանի վրա է տուժել չարորակ նորագոյացությունը, այն կարելի է բուժել։
Սկզբում գիտնականները դեղը պատրաստել էին հեղուկ տեսքով՝ այն ներարկվում է փորձարկվողներին։ Առնետներն ու մկները վերցվել են որպես արտադրանքի փորձարկման առաջին նմուշներ: Բուժման դեպքերը հնարավոր է եղել հայտնաբերել հիվանդության զարգացման ինչպես սկզբնական, այնպես էլ ուշ փուլերում։ Ներկա փուլը կոչվում է նախակլինիկական փորձարկումներ: Գիտնականները դրա ավարտի ժամկետները գնահատում են առնվազն մեկ տարի: Դրանից հետո ժամանակն է կլինիկական փորձարկումների: Շուկայում նոր դեղամիջոց, գուցե համադարման միջոց, հասանելի կլինի եւս 3-4 տարի հետո: Սակայն, ըստ գիտնականների, այս ամենն իրական է միայն այն դեպքում, եթե նախագիծը ֆինանսավորում գտնի։
Սպասե՞լ, թե՞ չսպասել
Իհարկե, բժիշկների խոստումները գրավիչ են հնչում, բայց միևնույն ժամանակ իրավացիորեն անվստահություն են առաջացնում։ Որքա՞ն ժամանակ է մարդկությունը տառապում քաղցկեղով, քանի զոհ ունիայս հիվանդությունը եղել է վերջին մի քանի տասնամյակների ընթացքում, և այստեղ նրանք խոստանում են ոչ միայն արդյունավետ դեղամիջոց, այլ իսկական համադարման միջոց՝ ցանկացած տեսակի, ցանկացած ժամանակ: Ինչպե՞ս կարող ես դրան հավատալ: Եվ դրանից ավելի վատ՝ հավատալ, բայց չսպասել, կամ սպասել, բայց պարզվում է, որ դեղամիջոցն ամենևին էլ այնքան լավը չէ, որքան սպասվում էր, ինչպես խոստացել էին։
Դեղամիջոցի մշակումը գենետիկական ինժեներիայի տեխնիկա է, այսինքն՝ որպես գիտություն բժշկության ամենազարգացած ոլորտը։ Սա նշանակում է, որ պատշաճ հաջողության դեպքում արդյունքներն իսկապես պետք է տպավորիչ լինեն: Այնուամենայնիվ, սա նաև նշանակում է, որ գործընթացը չափազանց թանկ է: Որպես կանոն, ներդրողները պատրաստ են բավականին մեծ գումարներ ներդնել խոստումնալից նախագծերում, բայց երբ թեման այդքան բարձր մակարդակի է, ճնշումը բարձր է, իսկ ժամանակային շրջանակը բավականին մշուշոտ է, ռիսկերը գնահատվում են հսկայական։ Սրանք այժմ լավատեսական կանխատեսումներ են 3-4 տարվա համար, բայց շուկայի բոլոր փորձագետները քաջատեղյակ են, թե որքան հաճախ է տևում ժամանակաշրջանը մինչև տասնամյակներ:
Զարմանալի է, անհավատալի՞… թե՞ դա:
Կենսատեխնոլոգիան ոլորտ է, որը փակ է աշխարհիկ մարդկանց համար հասկանալու համար: Ուստի մեզ մնում է հուսալ «նախակլինիկական փորձարկումների հաջողություն» բառերի վրա։ Դեղամիջոցի աշխատանքային անվանումն էր «Heat shock protein»: Այնուամենայնիվ, HSP-ն դեղամիջոցի միայն հիմնական բաղադրիչն է, որը խոստանում է բեկումնային լինել հակաքաղցկեղային դեղամիջոցների շուկայում։ Բացի դրանից, ենթադրվում է, որ բաղադրությունը կներառի մի շարք օգտակար նյութեր, որոնք արտադրանքի արդյունավետության երաշխիքը կլինեն։ Եվ այս ամենը հնարավոր դարձավ շնորհիվ այն բանի, որ վերջին ուսումնասիրությունները HSPցույց է տվել, որ մոլեկուլը ոչ միայն օգնում է կենդանի բջիջները պաշտպանել վնասից, այլ նաև մի տեսակ «ցուցադրված մատ» է իմունային համակարգի համար՝ օգնելով պարզել, թե որ բջիջներն են ազդում ուռուցքից և որոնք՝ ոչ: Պարզ ասած, երբ HSP-ն հայտնվում է բավականաչափ բարձր կոնցենտրացիայով մարմնում, գիտնականները հույս ունեն, որ իմունային պատասխանն ինքնին կկործանի հիվանդ տարրերը։
Հույս և սպասիր
Ամփոփելով՝ կարելի է ասել, որ ուռուցքի դեմ նորույթը հիմնված է այն բանի վրա, որ օրգանիզմն ինքն ունի դեղամիջոց, որը կարող է ոչնչացնել նորագոյացությունը, պարզապես այն իր բնույթով բավականին թույլ է։ Կոնցենտրացիան այնքան ցածր է, որ նույնիսկ չի կարելի երազել որևէ թերապևտիկ ազդեցության մասին։ Միևնույն ժամանակ, HSP-ները մասամբ տեղակայված են բջիջներում, որոնք չեն ազդում ուռուցքից, և մոլեկուլը դրանցից ոչ մի տեղ չի «հեռանա»: Հետևաբար, անհրաժեշտ է օգտակար նյութ մատակարարել դրսից, որպեսզի այն հետագայում ուղղակիորեն ազդի տուժած տարրերի վրա: Ի դեպ, մինչդեռ գիտնականները ենթադրում են, որ դեղամիջոցը նույնիսկ կողմնակի ազդեցություն չի ունենա, և դա այնքան բարձր կատարողականությամբ է: Եվ այս «կախարդանքը» բացատրում են նրանով, որ ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ թունավորություն չկա։ Այնուամենայնիվ, վերջնական եզրակացությունները կարվեն, երբ ավարտվեն նախակլինիկական փորձարկումները, որոնք կպահանջեն առնվազն մեկ տարի:
