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Gli scienziati chiariscono il meccanismo molecolare della droga di Visomitin

Un gruppo internazionale degli scienziati piombo dai ricercatori dall'università statale di Mosca di Lomonosov è riuscito per chiarire il meccanismo molecolare di una droga creata in Russia e destinata per impedire il danno dei mitocondri delle cellule dalle specie reattive dell'ossigeno. Questa opera è pubblicata nella medicina ossidativa del giornale e nella longevità cellulare.

Recentemente, ricercatori russi, piombo da prof. Vladimir P. Skulachev, riuscito per creare una droga antiossidante che si accumula selettivamente all'interno dei mitocondri e li protegge da danno ossidativo. Nell'ambito della denominazione commerciale “Visomitin„ la droga era approvata per il trattamento di tali malattie dell'occhio come le cataratte e l'occhio asciutto. Prof. Armen Mulkidjanian della facoltà della bioingegneria e della bioinformatica dell'università statale di Mosca di Lomonosov e dell'università di Osnabrück, di Germania e di suoi colleghi ha spiegato perché le dosi molto piccole degli antiossidanti sintetici quale “Visomitin„ potrebbero dare seguito terapeutico pronunciato, malgrado la presenza di un gran quantità di antiossidanti mitocondriali naturali.

I mitocondri sono strutture intracellulari che conducono la respirazione. La respirazione, tuttavia, è accompagnata da formazione di specie reattive dell'ossigeno (ROS) come sottoprodotti. Il ROS è capace di danno dei mitocondri. I mitocondri nocivi producono ancor più ROS, che può distruggere le celle ed i tessuti, di modo che la natura ha meccanismi speciali, quali mitophagy ed il apoptosis, per l'eliminazione dei mitocondri e delle celle nocivi. Questi meccanismi sono avviati dopo che un segnale di un disordine attraversa la doppia membrana che circonda i mitocondri. Parecchi laboratori hanno indicato che è possibile evitare la disintegrazione delle celle e dei tessuti impedendo l'ossidazione di componente particolare della membrana mitocondriale -- cardiolipin, perché le molecole ossidate di cardiolipin sono esattamente i grilletti della catena del segnale.

Il gruppo di prof. Vladimir Skulachev, del decano della facoltà della bioingegneria e della bioinformatica e del Direttore dell'istituto di Belozersky di biologia fisica e chimica, (l'università statale di Mosca di Lomonosov), ha sviluppato una riga di antiossidanti mitocondrio-mirati a, i cosiddetti SkQ-ioni, specificamente proteggenti le molecole di cardiolipin mitocondriale dall'ossidazione. Nelle prove animali, nelle malattie dell'occhio infiammatorie essiccate degli SkQ-ioni, contribuite per sormontare le circostanze disimulazione e perfino diminuite la manifestazione della senescenza. Sebbene le droghe funzionanti allo stesso modo siano state sviluppate e studiato state nei laboratori del Regno Unito e degli Stati Uniti, il gruppo russo era il primo per ottenere un'approvazione per la loro droga -- come collirio. I ricercatori sperano che a droghe basate SkQ, sotto forma di pillole e di iniezioni, dopo la loro certificazione, abbiano contribuito ad attenuare i sintomi patologici che accompagnano i colpi, gli attacchi di cuore ed i traumi seri.

Armen Mulkidjanian ed i suoi collaboratori è riuscito a suggerire le risposte ad alcune domande intriganti. Specificamente, non era chiaro perché il cardiolipin, di tutte le componenti della membrana, specificamente si è ossidato. Le molecole di cardiolipin, mentre fanno soltanto 10-20% dei lipidi totali della membrana, specificamente sono mirate a dal ROS e, dopo avere ottenuto ossidate, avviano l'autodistruzione delle celle. Secondariamente, non era chiaro perché gli antiossidanti naturali, vale a dire il coenzima la Q (ubiquinol) e la vitamina la E (alfa-tocoferolo), che sono presenti in membrane mitocondriali in grande quantità, venire a mancare nel caso di cardiolipin. È rimanere un mistero perché queste sostanze non potrebbero proteggere il cardiolipin dall'ossidazione, mentre antiossidanti artificiali e mitocondrio-mirate a, progettato dal gruppo dello Skulachev a Mosca, o dalle loro controparti negli Stati Uniti e nel Regno Unito, fatti fronte perfettamente a questo compito, malgrado le dosi molto piccole delle droghe amministrate.

Armen Mulkidjanian dice che l'obiettivo dello studio è stato definito da prof. Skulachev.

“Prof. Skulachev ha chiesto al nostro gruppo in Germania di affrontare questi puzzle,„ dice Armen Mulkidjanian. “La maggior parte del lavoro è stato effettuato dagli studenti postuniversitari e dagli impiegati dell'università di Mosca, che ha lavorato in Russia ed in Germania, di modo che il loro contributo era decisivo. Quanto alla ricerca, abbiamo messo a punto un sistema sperimentale per studiare quantitativamente l'ossidazione delle membrane del cardiolipin e della capacità di vari antiossidanti impedirla. È risultato che gli SkQ-ioni e le molecole del coenzima Q protetti le membrane del cardiolipin dall'ossidazione altrettanto bene, mentre la vitamina E ha eseguito molto peggio„.

Per capire perché le molecole del cardiolipin sono l'obiettivo principale del ROS, i ricercatori hanno paragonato i dati sperimentali ai loro risultati precedenti ed alle strutture degli enzimi respiratori. Una frazione delle molecole del cardiolipin è occlusa all'interno dei complessi respiratori della proteina, appena quelli che generano il ROS. “Queste molecole dovrebbero essere le prime da ossidare,„ Mulkidjanian dice.

La molecola ingombrante e insolubile in acqua del coenzima Q non può ottenere a questi le molecole “nascoste„ del cardiolipin, rispetto alle piccole, molecole agili degli antiossidanti artificiali, che, secondo le indicazioni dello studio, sono capaci di protezione delle molecole del cardiolipin dall'ossidazione accedendo loro sia dalla membrana che a partire dalla fase acquosa.

“L'essenza del nostro lavoro è che abbiamo proposto un meccanismo che spiega quanto le dosi molto basse degli antiossidanti mitocondrio-mirati a potrebbero fornire un effetto terapeutico distinto, anche essere applicato sopra un gran numero di antiossidanti naturali, che erano inefficaci in questo caso. Il meccanismo dovrebbe essere valido per l'intera classe di simili droghe. Speriamo che i nostri risultati abbiano contribuito a sviluppare le nuove droghe, 'diciamo Armen Mulkidjanian.

Source:

Lomonosov Moscow State University