Tutkijat löytävät anti-aging potentiaalia vanhasta lääkkeestä
Kliinisissä kokeissa testataan, voisiko rapamysiini, lääke, joka on toiminut immuunivasteen estäjänä vuosikymmenien ajan, myös hoitaa syöpää ja hermoston rappeutumista. Tutkijat ovat myös kiinnostuneita tutkimaan sen anti-aging ominaisuuksia.
Rapamysiini saa nimensä Rapa Nuilta, joka on pääsiäissaaren syntyperäinen termi. 1960-luvulla tutkijat menivät saarelle etsimään uusia mikrobilääkkeitä. He havaitsivat, että saaren maaperässä on bakteereja, jotka sisältävät "yhdistettä, jolla on merkittäviä sienilääkkeitä, immunosuppressiivisia ja kasvainten vastaisia ominaisuuksia".
Monien vuosien ajan tutkijat ovat uskoneet, että rapamysiini vaikuttaa suurimmalla osalla vaikutuksestaan estämällä asianmukaisesti nimetty rapamysiinin (mTOR) mekaaninen kohde. He epäilivät kuitenkin myös, että lääke saattaa toimia muutakin kuin vain tämän solun signalointireitin kautta.
Nyt, paljastamalla rapamysiinin toinen solukohde, tuore tutkimus tarjoaa arvokkaita oivalluksia lääkkeen potentiaalista neuroprotektiivisena, ikääntymistä estävänä aineena.
Toinen kohde on proteiini, jota kutsutaan ohimeneväksi reseptoripotentiaaliseksi mukolipiini 1: ksi (TRPML1). Kohdentaminen TRPML1 näyttää kannustavan kierrätysprosessia, joka estää solujen tukkeutumisen jätemateriaalilla ja viallisilla proteiineilla.
Viallisten proteiinien kertyminen soluihin on ominaista ikääntymiselle. Se on myös Alzheimerin, Parkinsonin ja muiden neurodegeneratiivisten sairauksien tunnusmerkki.
Tutkimus on tutkijoiden työtä Michiganin yliopistossa Ann Arborissa ja Zhejiangin teknillisessä yliopistossa Kiinassa. He kertovat havainnoistaan äskettäin PLOS-biologia paperi.
Tutkimuksen pääasiallinen tutkija on Haoxing Xu, joka valvoo laboratoriota Michiganin yliopiston molekyyli-, solu- ja kehitysbiologian osastolla.
"Rapamysiinin uuden kohteen tunnistaminen tarjoaa oivalluksen uuden rapamysiinin sukupolven kehittämisestä, jolla on tarkempi vaikutus neurodegeneratiiviseen sairauteen", kertoo tutkimuksen johtava tutkija Wei Chen, joka työskentelee Xun laboratoriossa.
Rapamysiini ja autofagia
Rapamysiinin löytämisen jälkeen sen erilaiset käyttötarkoitukset immuunivasteen estäjinä ovat ulottuneet elinsiirtojen immuunihyljinnän estämisestä stenttien päällystykseen, jotka tukevat avoimia sepelvaltimoita.
Elintarvike- ja lääkevirasto (FDA) on myös hyväksynyt useita rapamysiinijohdannaisia tai "rapalogeja" kliinisiin tutkimuksiin arvioidakseen niiden tehokkuutta syöpäsolujen kohdentamisessa ja neurodegeneratiivisten sairauksien hoidossa. Lisäksi tutkimukset nisäkkäillä, kärpäillä ja muilla organismeilla ovat osoittaneet, että rapamysiini voi pidentää elinikää.
Kun rapamysiini estää mTOR: n, se pysäyttää solujen kasvun. Siksi lääkekehittäjät ovat kiinnostuneita sen mahdollisuudesta syöpälääkkeenä, koska solujen hallitsematon kasvu on syövän ensisijainen piirre.
MTOR: n estäminen laukaisee kuitenkin myös autofagian. Autofagia on toinen soluprosessi, joka puhdistaa ja kierrättää vahingoittuneet solukomponentit ja proteiinit, joilla on väärä muoto ja jotka eivät toimi oikein.
Autofagia riippuu solujen kierrätysosastoista, joita kutsutaan lysosomeiksi, hajottamaan jätemateriaalit molekyylirakenteisiin, joita solu voi käyttää uudelleen.
"Lysosomin päätehtävä on ylläpitää solun terveellistä tilaa, koska se hajottaa haitallisia aineita solussa", kertoo johtavan tutkimuksen kirjoittaja Xiaoli Zhang, joka työskentelee myös Xun laboratoriossa.
"Stressiolosuhteiden aikana", hän lisää, "autofagia voi johtaa […] solujen selviytymiseen hajottamalla toimintahäiriöitä aiheuttavia komponentteja ja tarjoamalla solujen rakennuspalikoita, kuten aminohappoja ja lipidejä."
TRPML1 ja lysosomit
TRPML1 on proteiini, joka istuu lysosomien pinnalla ja toimii kalsiumionien kanavana. Se välittää signaaleja, jotka ohjaavat lysosomien toimintaa.
Tiimi käytti "lysosomilaastarikiinnikettä" tutkiakseen TRPML1: n roolia. Tämän erittäin hienostuneen tekniikan avulla tutkijat voivat tarkkailla kanavan toimintaa. Ryhmä käytti tutkimuksessaan nisäkäs- ja ihmissoluviljelmiä.
Laastarikiinnikettä käyttämällä ryhmä pystyi osoittamaan, että rapamysiini pystyi avaamaan TRPML1-kanavan solujen lysosomeissa mTOR: sta riippumatta. Ei ollut väliä onko mTOR aktiivinen vai ei-aktiivinen; vaikutus oli sama.
Tutkijat havaitsivat myös, että rapamysiini ei voinut laukaista autofagiaa soluissa, joista puuttui TRPML1. Tämä osoitti, että rapamysiini tarvitsi TRPML1: tä autofagian tehostamiseksi.
Kirjoittajat päättelevät, että "TRPML1: n tunnistaminen ylimääräisenä [rapamysiini] -kohteena riippumatta mTOR: sta voi johtaa parempaan mekanistiseen ymmärrykseen [rapamysiinin] vaikutuksista solujen puhdistumaan".
"Uskomme, että lysosomaalinen TRPML1 voi vaikuttaa merkittävästi rapamysiinin neuroprotektiivisiin ja anti-aging vaikutuksiin", Chen sanoo.
”Ilman tätä kanavaa saat neurodegeneraation. Jos stimuloit kanavaa, se on anti-neurodegeneraatiota. "
Haoxing Xu
