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Certaines enzymes impliquées dans les maladies comme le cancer se détruisent également

Comme les bandits bariolés, certaines enzymes impliquées dans le cancer et d'autres maladies s'annihilent également. Une étude neuve indique des détails de leurs ailes mutuelles dans les espoirs que ces comportements peuvent être accrus pour combattre le potentiel de la maladie des enzymes.

Les bandits sont des cathepsins, les enzymes qui rejettent normalement la protéine inutile en nos cellules. Mais dans les scénarios malsains, les cathepsins peuvent introduire des maladies comme le cancer, l'athérosclérose, et l'anémie falciforme. Beaucoup de médicaments expérimentaux qui les empêchent, tandis qu'efficaces, ont échoué en raison des effets secondaires qui ne pourraient pas être bien expliqués, ainsi des chercheurs à l'Institut de Technologie de la Géorgie ont abandonné l'orientation courante sur les cathepsins uniques pour modéliser trois cathepsins principaux comme système.

Les chercheurs ont constaté que les cathepsins, indiqués par les lettres K, L, et S, non seulement dégradent les structures extracellulaires - protéines en dehors de des cellules que des cellules de support - mais également cannibalisent, distraient, et se retirent du service actif. Cathepsins sont des protéases, les enzymes qui dégradent des protéines, et puisque les cathepsins sont eux-mêmes des protéines, ils peuvent se dégrader, aussi.

Cathepsine trois faire-valoir

l'Automatique-digestion est mon favori personnel. Pensez cela : Vous prenez un groupe de cathepsine Ks, et ils se mangent. Pourquoi ? Puisqu'ils sont juste plus près de l'un l'autre qu'à ce qu'ils mangeraient autrement. »

Manu Platt, l'investigateur principal de l'étude, professeur agrégé dans le Wallace H. Coulter Department du génie biomédical au tech de la Géorgie et à l'université d'Emory

Dans la maladie, les cathepsins semblent être comme les trois faire-valoir dans un atelier de porcelaine, démolissant l'atelier tandis qu'ils se tourmentent. Comme résultat, dès l'abord, quand les chercheurs de tech de la Géorgie jugés pour influencer une cathepsine unique dans le groupe, résultats déconcertaient, et les chercheurs se sont sentis qu'ils pourraient être sur quelque chose concernant les échecs du médicament mystérieux de passé.

Par des expériences de laboratoire et des calculs mathématiques, ils ont obtenu à un modèle de calcul qui a montré comment les influences uniques ondulent par le système. Ils publiés le modèle comme outil en ligne que d'autres chercheurs peuvent employer à la petite mesure les trois cathepsins dans des réglages de groupe, leurs niveaux des objectifs procurables, et produits chimiques d'inhibiteur. L'outil contraste la cathepsine gâchant avec l'efficacité de cathepsine.

Les chercheurs publient leurs résultats de la recherche dans le tourillon les démarches de l'académie nationale des sciences pendant la semaine du 20 janvier 2020. La recherche, qui a adopté une approche de biologie de systèmes, a été financée par le National Science Foundation et les instituts de la santé nationaux.

Q&A

Comment les cathepsins vont-ils mal ?

Les trois cathepsins dans cette étude sont les plus connus pour leur activité dans des lysosomes appelés d'organelles de cellules dans des conditions saines, où ils fonctionnent comme des woodchippers moléculaires pour couper la protéine vers le bas aux acides aminés.

« Ils remplissent également des fonctionnements en cellule spécifique tape, comme la cathepsine S aidant le système immunitaire pour identifier à quoi attaquer et à ce qui pas, » Platt a dit.

Les « problèmes se produisent quand les cathepsins obtiennent overexpressed et finissent dans les mauvais endroits. Ils sont puissants fou et dégradent les protéines de structure élastine et collagène qui composent des artères, des tendons, l'endomètre, et beaucoup de structures de tissu. »

« Dans les réglages sains, la cathepsine K décompose le vieil os pour réutiliser le calcium. Mais quand le cancer du sein vient, ces cellules cancéreuses effectuent la cathepsine K pour détruire le collagène autour de la tumeur. Et cela permet aux cellules de s'échapper et métastaser à l'os, » Platt a dit.

Comment cette recherche est-elle appropriée au développement de médicament ?

« J'étudie des cathepsins dans les maladies comme tendinopathy, endométriose, athérosclérose, cancer, et anémie falciforme, » Platt a dit. « Ainsi, avoir un médicament sur le marché pour traiter des cathepsins serait une affaire. »

« Beaucoup de médicaments d'inhibiteur de cathepsine qui ont défailli des tests cliniques ont été très finement visés mais ont entraîné de grands effets secondaires, et certains de ces médicaments d'inhibiteur de cathepsine croix-n'ont pas même réagi avec d'autres cathepsins qu'ils ne visaient pas - qui sont habituellement une bonne chose - ainsi la cause des effets secondaires était un mystère, » Platt a dit. « En modélisant un système des cathepsins, nous pensons que nous avons un bon début vers découvrir ce mystère. »

« Si nous ne savons pas avec ces cathepsins fonctionnent et les uns contre les autres dans les systèmes complexes, assimilés à la façon dont ils existent dans nos fuselages, puis nous va avoir une difficulté entrer n'importe quoi dans l'armoire à pharmacie les empêcher. »

L'étude émet des idées aux approches neuves de doper la recherche. Par exemple, la cathepsine S pourrait être stratégiquement amplifiée dans les situations où ce n'est pas le coupable pour décomposer les cathepsins K et L.

Que d'autres chercheurs peuvent-ils attendre du modèle en ligne ?

« Ils peuvent installer leurs propres expériences et effectuer des prévisions, y compris quels inhibiteurs suffiront, ainsi ils peuvent vérifier des inhibiteurs aux forces variables dans ce système, » Platt a dit. « Ils peuvent demander à des questions qu'ils ne peuvent pas répondre encore expérimental puis au test les prévisions du modèle dans le laboratoire. »

Les procédés de modèle variant des entrées dans donner droit change dans des niveaux de cathepsine et des résultats de dégradation et indique s'ils ont été neutralisés ou démolis. Des scénarios peuvent être exportés comme état et feuille multizones de caractéristiques.