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Determinadas enzimas implicadas nas doenças como o cancro igualmente destroem-se

Como bandidos heterogéneos, determinadas enzimas implicadas no cancro e outras doenças igualmente aniquilam-se. Um estudo novo revela detalhes de suas folhas mútuas nas esperanças que estes comportamentos podem ser leveraged para lutar o potencial da doença das enzimas.

Os bandidos são cathepsins, as enzimas que dispor normalmente de proteína unneeded em nossas pilhas. Mas em encenações insalubres, os cathepsins podem promover doenças como o cancro, a aterosclerose, e a doença da célula falciforme. Muitas drogas experimentais que as inibem, quando eficazes, falharam devido aos efeitos secundários que não poderiam bem ser explicados, assim que aos pesquisadores no Instituto de Tecnologia de Geórgia abandonaram o foco comum em únicos cathepsins para modelar três cathepsins chaves como um sistema.

Os pesquisadores encontraram que os cathepsins, denotados pelas letras K, L, e S, para degradar não somente as estruturas extracelulares - proteínas fora das pilhas que pilhas do apoio - mas igualmente cannibalize, confundem, e se desactivam. Cathepsins é proteases, as enzimas que degradam proteínas, e desde que os cathepsins são eles mesmos proteínas, podem degradar-se, demasiado.

Catepsina três estarolas

a Auto-digestão é meu favorito pessoal. Pense sobre ela: Você toma um grupo de catepsina Ks, e come-se. Por que? Porque são apenas mais perto de se do que ao que comeriam de outra maneira.”

Manu Platt, o investigador principal do estudo, professor adjunto no Wallace H. Relha Departamento da engenharia biomedicável na tecnologia de Geórgia e na universidade de Emory

Na doença, os cathepsins parecem ser como as três estarolas em uma loja da porcelana, rasgando a loja para baixo quando se atormentarem. Em conseqüência, cedo sobre, quando os pesquisadores da tecnologia de Geórgia tentados influenciar uma única catepsina no grupo, resultados estavam confundindo, e os pesquisadores sentiram que puderam ser em algo relevante às falhas misteriosas da droga do passado.

Com as experiências do laboratório e os cálculos matemáticos, chegaram em um modelo computacional que mostrasse como única ondinha das influências através do sistema. Publicaram o modelo como uma ferramenta em linha que outros pesquisadores pudessem usar ao jigger os três cathepsins em ajustes do grupo, seus níveis de alvos disponíveis, e produtos químicos do inibidor. A ferramenta contrasta a catepsina que estraga com eficácia da catepsina.

Os pesquisadores publicam seus resultados de pesquisa no jornal as continuações da Academia Nacional das Ciências na semana do 20 de janeiro de 2020. A pesquisa, que tomou uma aproximação da biologia de sistemas, foi financiada pelo National Science Foundation e pelos institutos de saúde nacionais.

Q&A

Como os cathepsins vão mal?

Os três cathepsins neste estudo são os mais conhecidos para sua actividade nos organelles da pilha chamados lisosomas sob as circunstâncias saudáveis, onde trabalham como woodchippers moleculars para cortar para baixo a proteína aos ácidos aminados.

“Igualmente servem funções na pilha específica dactilografam, como a catepsina S que ajuda o sistema imunitário a reconhecer o que atacar e que não,” Platt disse.

Os “problemas acontecem quando os cathepsins obtêm overexpressed e terminam acima nos lugares errados. São poderosos louco e degradam as proteínas estruturais elastin e colagénio que compo artérias, tendões, o endométrio, e muitas estruturas do tecido.”

“Em ajustes saudáveis, catepsina K divide o osso velho para recicl o cálcio. Mas quando o cancro da mama vem, aquelas pilhas cancerígenos fazem a catepsina K para destruir o colagénio em torno do tumor. E isso permite que as pilhas escapem e para reproduzir-se por metástese ao osso,” Platt disse.

Como é esta pesquisa relevante à revelação da droga?

“Eu estudo cathepsins nas doenças como tendinopathy, endometriose, aterosclerose, cancro, e doença da célula falciforme,” Platt disse. “Assim, ter uma droga no mercado para segurar cathepsins seria uma grande coisa.”

“Muitas drogas do inibidor da catepsina que falharam ensaios clínicos muito finamente foram visadas mas causaram efeitos secundários grandes, e algumas daquelas drogas do inibidor da catepsina cruz-reagiram nem sequer com outros cathepsins que não visavam - que são geralmente uma boa coisa - assim que a causa dos efeitos secundários era um mistério,” Platt disse. “Modelando um sistema de cathepsins, nós pensamos que nós temos um bom começo para a descoberta desse mistério.”

“Se nós não sabemos estes cathepsins estão trabalhando com e entre si nos sistemas complexos, similares a como existem em nossos corpos, a seguir em nós está indo ter uma dificuldade obter qualquer coisa no gabinete de medicina inibi-los.”

O estudo exprime ideias em aproximações novas drogar a pesquisa. Por exemplo, a catepsina S poderia estratègica ser impulsionada nas situações onde não é o culpado para dividir os cathepsins K e L.

Que podem outros pesquisadores esperar do modelo em linha?

“Podem estabelecer suas próprias experiências e fazer as previsões, incluindo que inibidores farão, assim que podem testar inibidores em forças de variação neste sistema,” Platt disse. “Podem perguntar a perguntas que não podem responder ainda experimental então ao teste as previsões do modelo no laboratório.”

Os processos do modelo que variam entradas em resultar mudam em níveis da catepsina e em resultados da degradação e indicam se estiveram desactivados ou demulidos. As encenações podem ser exportadas como um relatório e uma planilha dos dados.