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Enzimi che si cannibalizzano e promuovono il cancro

Un nuovo studio da pubblicare questa settimana nel giornale gli atti dell'Accademia nazionale delle scienze nella settimana del 20 gennaio 2020. indica che determinati enzimi umani svolgono i ruoli doppi nella salubrità e nella malattia. Non solo promuovono l'insorgere del cancro ed alcune altre malattie, egualmente eliminano uno un altro piuttosto come i cannibali. La speranza dei ricercatori questo comportamento può essere sfruttata per impedire questi enzimi causare la malattia umana.

I cathepsins

Questi enzimi sono chiamati cathepsins e sono intesi per ripartire la proteina inutile nelle celle. Una volta esposti a determinati ambienti, tuttavia, determinano un elevato rischio di cancro, di aterosclerosi e di altre circostanze. In uno sforzo per fermarli dallo svolgere questo ruolo, sono stati bloccati facendo uso di varie droghe sperimentali. Il problema è che queste droghe sono egualmente tossiche, con gli effetti secondari novelli e capiti male.

I cathepsins nello studio erano cathepsins della cisteina e sono più noti per il loro lavoro nel lisosoma, un organello delle cellule, in cui ripartono le proteine non necessarie negli amminoacidi. Credito di immagine: Istituti della sanità nazionali
I cathepsins nello studio erano cathepsins della cisteina e sono più noti per il loro lavoro nel lisosoma, un organello delle cellule, in cui ripartono le proteine non necessarie negli amminoacidi. Credito di immagine: Istituti della sanità nazionali

Lo studio

Gli scienziati in primo luogo tentati per studiare una catepsina per volta ma non potrebbero a causa delle variazioni misteriose nel risultato. Ciò li ha resi sospette che ci potrebbe essere un'altra ragione per questo comportamento. Ancora di più, si sono domandati se questa fosse la stessa causa per alcuni errori non spiegati del trattamento della droga.

Nel tentativo di caratterizzare meglio la funzione dei cathepsins e le ragioni per questi effetti collaterali negativi inattesi, i ricercatori hanno scelto di esaminare un modello di un sistema biologico che include tre degli enzimi che lavorano insieme, piuttosto che esaminandoli separatamente.

Facendo uso di entrambi i calcoli ed osservazioni sperimentali, hanno sviluppato un modello di calcolo che rivela il modo che un cambiamento in un parametro pregiudica tutto il resto.

Cathepsins erode il collageno e l
Cathepsins erode il collageno e l'elastina nel laboratorio di tecnologia della Georgia di Manu Platt. Credito di immagine: Tecnologia di Georgia/Allison Carter

I risultati

Lo studio indica che i tre cathepsins esaminatori, vale a dire, il K, la L e la S, sono prodotti chimici di degradazione potenti, suddividenti il materiale strutturale indesiderato dell'armatura fuori della cella. Inoltre, egualmente si mirano per degradazione, offrono i siti alternativi di atto piuttosto che l'obiettivo fisiologico e si bloccano.

La ragione per la quale si cannibalizzano è spiegata dal ricercatore Manu Platt, “Automatico-digestione è il mio favorito personale. Pensi a questo proposito: Catturate un gruppo di catepsina Ks e si mangiano. Perché? Poiché sono appena più vicino ad a vicenda che a cui mangierebbero altrimenti.„ Cioè questo accade perché sono destinati per ripartire le proteine, compreso se stessi.  E questo è precisamente che cosa accade in uno stato di malattia.

Un altro aspetto importante è che i tre cathepsins nello studio dipendono da a vicenda per raggiungere questa attività distruttiva. Nella salubrità normale i cathepsins utilizzati nell'attività in corso di studio all'interno dei lisosomi, i digestori dell'immondizia della cella, taglienti le proteine in molecole minuscole hanno chiamato gli amminoacidi. In celle specializzate sicure quali le celle immuni, la catepsina S aiuta con il riconoscimento dell'antigene, innescante la cella per distinguere l'amico dal nemico.

Tuttavia, quando questi enzimi sono presenti ugualmente agli alti livelli, compaiono ai siti sbagliati, andanti pazzi furiosi e rompenti su anche le proteine che sviluppano la struttura dell'organismo. Questi includono l'elastina ed il collageno, le proteine che compongono l'intera struttura di ogni tessuto dell'ente solido, dai tendini e dalle arterie alla struttura fibrosa alla memoria di tutti i tessuti solidi.

Questa iperattività è semplicemente un'espressione ultrazelante della funzione normale di catepsina K, per esempio, che è incaricata del tessuto di degradazione dell'osso recuperare e riutilizzare il calcio. Tuttavia, in un cancro, la maschera cambia. Poichè Platt la mette, “quando il cancro al seno viene, quelle celle cancerogene fanno la catepsina K per distruggere il collageno intorno al tumore. E quello permette che le celle sfuggano a e si riproducano per metastasi all'osso.„

Implicazioni

Se i ricercatori possono sviluppare una droga per impedire l'attività dipromozione dei cathepsins, sarebbe un punto molto utile, dal gioco di questi enzimi un ruolo principale nell'infiammazione, nell'endometriosi, nel cancro, nell'anemia drepanocitica e nell'aterosclerosi del tendine. Platt continua, “molte droghe dell'inibitore della catepsina che hanno venuto a mancare i test clinici molto con precisione sono state mirate a ma causato i grandi effetti secondari ed alcune di quelle droghe dell'inibitore della catepsina nemmeno inter-hanno reagito con altri cathepsins che non stavano mirando a - che sono solitamente una buona cosa - in modo dalla causa degli effetti secondari era un mistero,„ Platt ha detto. “Modellando un sistema dei cathepsins, pensiamo che abbiamo un buon inizio verso scoprire quel mistero.„

Che cosa significa è quello che conosce più circa come funzionano nei nostri organismi saranno essenziali a sviluppare un inibitore a questi enzimi in cui sono inutilmente attive. I ricercatori egualmente ritengono che abbiano aiutato fornito i nuovi approcci a questo trattamento dal loro modello di sistemi. Un esempio che presuppongono sta aumentando l'attività di catepsina S specificamente dove potrebbe ripartire gli altri due, vale a dire, la catepsina K e L.

Il futuro

Il modello di sistemi è accessibile in linea nella speranza che altri scienziati possono anche giocare con questi tre cathepsins in un modello del gruppo, variante i loro livelli, i livelli di loro enzimi dell'obiettivo e la quantità di inibitore nel modello.

I ricercatori dicono che hanno aperto la strada affinchè altri effettuino ulteriori esperimenti e verificare il ruolo degli inibitori nei modi diversi. Platt dice, “essi può installare i loro propri esperimenti e fare le previsioni, compreso che inibitori basteranno, in modo da possono provare gli inibitori alle resistenze varianti in questo sistema. Possono chiedere a domande che non possono rispondere ancora sperimentalmente poi alla prova le previsioni del modello in laboratorio.„ Ciò è perché l'impostazione di biologia di sistemi permette che gli input differenti siano elaborati sotto forma di effetto definitivo sui livelli della catepsina e sulla quantità di degradazione. Egualmente mostra se gli altri cathepsins sono attivi o sono stati ripartiti o la loro attività è stata bloccata. Il risultato finale comparirà sotto forma di foglio elettronico come pure di rapporto per comprensione facile.

Source:

While promoting diseases like cancer, these enzymes also cannibalize each other - https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-01/giot-wpd011720.php

Dr. Liji Thomas

Written by

Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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