VEDCI OBJAVUJú POTENCIáL STARNUTIA V STAREJ DROGE

Prebiehajú klinické testy, aby sa zistilo, či rapamycín, liek, ktorý po celé desaťročia slúži ako potlačovač imunity, môže tiež liečiť rakovinu a neurodegeneráciu. Vedci sa tiež zaujímajú o preskúmanie jeho anti-aging vlastností.

Vedci možno našli anti-aging a neuroprotektívne výhody v existujúcom imunosupresívnom lieku.

Názov rapamycínu dostal názov Rapa Nui, pôvodný výraz pre Veľkonočný ostrov. V 60. rokoch sa vedci vydali na ostrov hľadať nové antimikrobiálne látky. Zistili, že v pôde ostrova sa nachádzajú baktérie, ktoré obsahujú „zlúčeninu s pozoruhodnými protiplesňovými, imunosupresívnymi a protinádorovými vlastnosťami“.

Po mnoho rokov sa vedci domnievali, že rapamycín uplatňuje väčšinu svojho účinku blokovaním vhodne pomenovaného mechanistického cieľa rapamycínu (mTOR). Mali však tiež podozrenie, že droga môže účinkovať nielen cez túto bunkovú signálnu cestu.

Teraz, odhalením cieľa druhej bunky pre rapamycín, ponúka nedávna štúdia cenné poznatky o potenciáli lieku ako neuroprotektívneho prostriedku proti starnutiu.

Druhým cieľom je proteín nazývaný prechodný receptorový potenciálny mukolipín 1 (TRPML1). Zdá sa, že zacielenie na TRPML1 podnieti proces recyklácie, ktorý zastaví upchávanie buniek odpadovým materiálom a chybnými bielkovinami.

Akumulácia chybných proteínov v bunkách je charakteristická pre starnutie. Je tiež charakteristickým znakom Alzheimerovej, Parkinsonovej a iných neurodegeneratívnych chorôb.

Štúdia je prácou výskumníkov z University of Michigan v Ann Arbor a na Zhejiang University of Technology v Číne. O svojich zisteniach informovali v nedávnej minulosti PLOS Biology papier.

Hlavným riešiteľom štúdie je Haoxing Xu, ktorý dohliada na laboratórium na Katedre molekulárnej, bunkovej a vývojovej biológie na University of Michigan.

„Identifikácia nového cieľa rapamycínu ponúka pohľad na vývoj novej generácie rapamycínu, ktorý bude mať konkrétnejší účinok na neurodegeneratívne ochorenie,“ hovorí spoluautor štúdie Wei Chen, ktorý pracuje v laboratóriu spoločnosti Xu.

Rapamycín a autofágia

Od objavu rapamycínu sa jeho rôzne použitie ako potlačovača imunity rozšírilo o prevenciu imunitného odmietnutia orgánových transplantátov po poťahovanie stentov podporujúcich otvorené koronárne tepny.

Úrad pre potraviny a liečivá (FDA) tiež schválil niekoľko derivátov rapamycínu alebo „rapalogov“ pre klinické skúšky na vyhodnotenie ich účinnosti pri zacielení na rakovinové bunky a pri liečbe neurodegeneratívnych chorôb. Štúdie na cicavcoch, muchách a iných organizmoch navyše preukázali, že rapamycín môže predĺžiť životnosť.

Keď rapamycín blokuje mTOR, zastaví rast buniek. Preto sa vývojári liekov zaujímajú o jeho potenciál ako protirakovinového činidla, pretože nekontrolovaný rast buniek je primárnym znakom rakoviny.

Blokovanie mTOR však dáva do pohybu aj autofágiu. Autofágia je ďalší bunkový proces, ktorý odstraňuje a recykluje poškodené bunkové zložky a proteíny, ktoré majú nesprávny tvar a nepracujú správne.

Autofágia závisí od kompartmentov recyklácie buniek nazývaných lyzozómy, aby rozložila odpadové materiály na molekulárne stavebné bloky, ktoré bunka môže znova použiť.

"Hlavnou funkciou lyzozómu je udržiavať zdravý stav bunky, pretože degraduje škodlivé látky v bunke," vysvetľuje vedúci štúdie Xiaoli Zhang, ktorý tiež pracuje v laboratóriu spoločnosti Xu.

„Počas stresových podmienok,“ dodáva, „autofágia môže viesť k [...] prežitiu buniek degradáciou nefunkčných zložiek a poskytnutím stavebných prvkov buniek, ako sú aminokyseliny a lipidy.“

TRPML1 a lyzozómy

TRPML1 je proteín, ktorý leží na povrchu lyzozómov a pôsobí ako kanál pre ióny vápnika. Vysiela signály, ktoré riadia funkciu lyzozómov.

Tím použil „svorku na opravu lyzozómov“ na preskúmanie úlohy TRPML1. Táto vysoko sofistikovaná technika umožňuje výskumníkom sledovať prevádzku kanála. Tím pri svojej štúdii použil kultúry cicavčích a ľudských buniek.

Pomocou svorky na prepojenie patchov mohol tím preukázať, že rapamycín bol schopný otvoriť kanál TRPML1 v lyzozómoch buniek nezávisle od mTOR. Nezáležalo na tom, či bol mTOR aktívny alebo neaktívny; účinok bol rovnaký.

Vedci tiež zistili, že rapamycín nemohol spustiť autofagiu v bunkách, ktoré neobsahovali TRPML1. To ukázalo, že rapamycín potreboval TRPML1 na zvýšenie autofágie.

Autori dospeli k záveru, že „identifikácia TRPML1 ako dodatočného [rapamycínového] cieľa, nezávislého od mTOR, môže viesť k lepšiemu mechanickému porozumeniu účinkov [rapamycínu] na bunkový klírens.“

„Myslíme si, že lyzozomálny TRPML1 môže významne prispieť k neuroprotektívnym a anti-agingovým účinkom rapamycínu,“ hovorí Chen.