Kaip jūsų imuninė sistema naudoja chaosą, kad išvengtų ligų
Nauji tyrimai, pasirodę žurnale Gamtos komunikacijos, atskleidžia naują mechanizmą, kuris veikia ląstelių funkciją. Chaotiški baltymų koncentracijos svyravimai padeda išlaikyti mūsų imuninę sistemą budrią ir funkcionalią, užkertant kelią lėtinėms ligoms, tokioms kaip vėžys ir diabetas.
Šiuolaikiniai tyrimai atskleidė daugelį sugedusių mechanizmų, kurie veikia esant vėžiui, tačiau mokslui dar liko daug ką atrasti.
Ląstelių lygiu kai kurie iš šių mechanizmų sukasi aplink tai, ką medicinos ekspertai vadina signalizacijos keliais. Ląstelių signaliniai keliai reguliuoja ląstelių augimą, išgyvenimą ir dauginimąsi.
Vėžio atveju kai kurie signaliniai baltymai yra hiperaktyvūs, dėl to auga ir dauginasi naviko ląstelės, o kiti - kurie paprastai veiktų kaip naviko slopintuvai - neveikia tinkamai.
Todėl norint suprasti ir įveikti vėžį ir daugelį kitų lėtinių ligų, svarbu suprasti ląstelių dinamiką.
Nauji tyrimai šiuo atžvilgiu galėjo nulaužti naują pamatą, nes trys mokslininkai atrado naują ląstelių reguliavimo mechanizmą: chaosą.
Doktorantas Mathiasas Heltbergas ir profesorius Mogensas Høghas Jensenas iš Kopenhagos universiteto (Niels Bohr) instituto Danijoje kartu su Sandeepu Krišna iš Nacionalinio biologijos mokslų centro Bangalore, Indijoje, ketino ištirti, kaip tam tikras baltymas stimuliuoja geną veikla.
Mokslininkai nustatė, kad chaotiška dinamika yra atsakymas. Jų tiriamas baltymas yra branduolio faktorius-κB (NF-kB).
NF-kB yra pagrindinis būdas išlaikyti kūno imuninę sistemą budrią ir funkcionalią. Taigi išvados gali padėti išvengti daugiau nei vėžys: diabetas ir Alzheimerio liga taip pat gali būti taikiniai, jei mokslininkai geriau supras, kaip veikia natūrali organizmo gynyba.
Chaosas yra būtinas imuniniam atsakui
NF-kB yra transkripcijos faktorius, kuris yra labai svarbus tiek „įgimtoms, tiek adaptyvioms imuninėms funkcijoms“, taip pat tarpininkauja uždegiminiuose atsakuose. Todėl jo lygis organizme kinta su laiku, turėdamas įtakos genų ir ląstelių funkcijai.
Naujausi tyrimai parodė, kad NF-kB signalizacija taip pat vaidina lemiamą vaidmenį sergant vėžiu, užtikrinant ryšį tarp vėžio vystymosi ir uždegimo.
Dabartiniame tyrime prof. Jensenas ir jo kolegos naudojo matematinius skaičiavimus ir laboratorinius eksperimentus, kad parodytų, jog chaotiški NF-kB koncentracijos pakilimai ir nuosmukiai aktyvina genus, kurie kitu atveju netylėtų.
Tyrimas parodė, kad NF-kB baltymas turi būti chaotiškoje būsenoje, kad suaktyvintų tinkamus genus, leidžiančius pasiekti optimalų imuninį atsaką.
Iki šiol mokslininkai tikėjo, kad visi gyvi organizmai vengia chaotiškos dinamikos. Tačiau naujasis tyrimas ginčija šį įsitikinimą, nes mokslininkai rodo, kad chaotiški baltymų koncentracijos svyravimai yra labai svarbūs norint suaktyvinti pagrindinius genus.
„Chaosas yra matematiškai gerai apibrėžta dinamika, kuri, pavyzdžiui, anksčiau buvo naudojama paaiškinant didelius orų sistemų pokyčius“, - aiškina prof. Jensenas.
„Atsižvelgiant į didžiulį sudėtingumą, kuris būdingas aukštesnės eilės gyviesiems, akivaizdu, kad chaotiška dinamika atsiras skirtingų tipų sistemose. Tačiau tai, kaip chaosas vaidina lemiamą vaidmenį gyvose ląstelėse, yra visiškai nauja “, - priduria mokslininkas.
Poveikis diabetui, vėžiui, Alzheimeriui
Tyrėjai taip pat atkreipia dėmesį į išvadų terapinę reikšmę. Nauji vaistai, sako tyrimo bendraautorius Heltbergas, galėtų „užtikrinti tinkamą baltymų funkciją“.
„Terapijos taip pat gali apimti ląstelių ištraukimą iš kūno ir jų ištyrimą, siekiant įvertinti, ar ląstelės yra tinkamos būklės, kad galėtų tinkamai sūpuotis“, - tęsia Heltbergas.
"Jei jų nėra, gali būti įmanoma numatyti ir atrasti ligas, kol jos dar neatsiranda."
Prof. Jensenas sutinka:
„Rezultatai gali turėti didžiulį poveikį mūsų supratimui apie tai, kaip veikia imuninė sistema ir kaip galima išvengti kai kurių sunkiausių ligų, įskaitant diabetą, vėžį ir Alzheimerį, dažnumo“.
Prof. Mogensas Høghas Jensenas
