Kako vaš imunološki sustav koristi kaos u prevenciji bolesti
Novo istraživanje, koje se pojavljuje u časopisu Prirodne komunikacije, otkriva novi mehanizam koji se igra u staničnoj funkciji. Kaotične promjene koncentracije proteina pomažu u održavanju imunološkog sustava budnim i funkcionalnim, sprečavajući kronične bolesti, poput raka i dijabetesa.
Suvremena istraživanja otkrila su mnoge neispravne mehanizme koji se igraju kod raka, ali znanost im još treba otkriti.
Na staničnoj se razini neki od tih mehanizama vrte oko onoga što medicinski stručnjaci nazivaju signalnim putovima. Putovi staničnih signala reguliraju rast, preživljavanje i proliferaciju stanica.
U raku su neki signalni proteini hiperaktivni, što dovodi do rasta i proliferacije tumorskih stanica, dok drugi - koji bi normalno djelovali kao supresori tumora - ne funkcioniraju ispravno.
Razumijevanje dinamike koja se odigrava unutar stanica je, dakle, ključno za prevenciju i prevladavanje raka i mnogih drugih kroničnih bolesti.
Nova istraživanja možda su probila novi teren u tom pogledu, jer su trojica znanstvenika otkrila novi mehanizam stanične regulacije: kaos.
Doktorski istraživač Mathias Heltberg i profesor Mogens Høgh Jensen - obojica s Instituta Niels Bohr sa Sveučilišta u Kopenhagenu u Danskoj, zajedno sa Sandeepom Krišnom iz Nacionalnog centra za biološke znanosti u Bangaloreu u Indiji, krenuli su istraživati kako određeni protein stimulira gen aktivnost.
Znanstvenici su otkrili da je odgovor na kaotičnu dinamiku. Protein koji su proučavali je Nuklearni faktor-kB (NF-kB).
NF-kB je ključan za održavanje tjelesnog imunološkog sustava u pripravnosti i funkcionalnosti. Stoga bi nalazi mogli pomoći u odvraćanju od raka: dijabetes i Alzheimerova bolest također bi mogli biti meta ako istraživači bolje razumiju kako djeluju prirodne obrambene snage tijela.
Kaos je bitan za imunološki odgovor
NF-kB je transkripcijski faktor koji je presudan i za "urođenu i za prilagodbenu imunološku funkciju", a također posreduje upalni odgovor. Kao rezultat toga, njegove razine u tijelu variraju s vremenom, što utječe na rad gena i stanica.
Nedavna istraživanja pokazala su da signalizacija NF-kB također igra presudnu ulogu u raku, pružajući vezu između razvoja raka i upale.
U trenutnoj studiji, prof. Jensen i njegovi kolege koristili su matematičke proračune i laboratorijske eksperimente kako bi pokazali da kaotični usponi i padovi u koncentracijama NF-kB aktiviraju gene koji bi u protivnom ostali tihi.
Protein NF-kB mora biti u kaotičnom stanju kako bi aktivirao prave gene koji omogućuju optimalan imunološki odgovor, pokazalo je istraživanje.
Do sada su istraživači vjerovali da su svi živi organizmi izbjegavali kaotičnu dinamiku. No, nova studija osporava ovo uvjerenje, budući da istraživači pokazuju kako su kaotične promjene koncentracije proteina presudne za aktiviranje ključnih gena.
"Kaos je matematički dobro definirana dinamika, koja se, na primjer, ranije koristila za objašnjavanje velikih promjena u vremenskim sustavima", objašnjava prof. Jensen.
“Uz ogromnu složenost koja karakterizira živa bića višeg reda, očito je da će se kaotična dinamika pojaviti u različitim vrstama sustava. Ali kako kaos igra presudnu ulogu u živim stanicama, potpuno je novo ”, dodaje istraživač.
Implikacije za dijabetes, rak, Alzheimerovu bolest
Istraživači također primjećuju terapijske implikacije nalaza. Novi lijekovi, kaže Heltberg, koautor studije, mogli bi "osigurati pravilan rad proteina".
"Terapije bi također mogle uključivati povlačenje i testiranje stanica iz tijela kako bi se utvrdilo jesu li stanice u ispravnom stanju da bi imale ispravne promjene", nastavlja Heltberg.
"Ako nisu, možda je moguće predvidjeti i otkriti bolesti prije nego što se pojave."
Prof. Jensen se slaže:
"Rezultati mogu imati ogroman utjecaj na naše razumijevanje kako funkcionira imunološki sustav i kako se može izbjeći učestalost nekih od najtežih bolesti, uključujući dijabetes, rak i Alzheimerovu bolest."
Prof. Mogens Høgh Jensen
