▎ Vilon Research
Koja je istraživačka pozadina Vilona?
1. Hitna potreba za istraživanjem starenja i bolesti
Sa ubrzanjem procesa starenja globalne populacije, niz pitanja vezanih za starenje, kao što su ćelijsko starenje, pad funkcije tkiva i visoka učestalost gerijatrijskih bolesti, postali su hitni medicinski problemi koje treba riješiti. Ćelijsko starenje je praćeno postupnim gubitkom sposobnosti održavanja homeostaze i popravke oštećenih tkiva, zbog čega je posebno važno pronaći supstance koje mogu odgoditi proces ćelijskog starenja i poboljšati funkciju obnavljanja tkiva.
Istovremeno, glavne bolesti poput raka, dijabetesa, kardiovaskularnih bolesti i bolesti jetre ozbiljno ugrožavaju ljudsko zdravlje. Tradicionalne metode liječenja imaju određena ograničenja u liječenju ovih bolesti, te postoji hitna potreba za razvojem novih metoda liječenja i lijekova. Na primjer, stariji bolesnici od raka slabo podnose radioterapiju i kemoterapiju, a učinak liječenja nije zadovoljavajući. Hitno je pronaći sigurne i efikasne metode adjuvantnog liječenja. U tako teškoj situaciji, naučnici su svoju pažnju usmjerili na bioaktivne peptide, nadajući se da će pronaći probojnu tačku, a nastalo je istraživanje o Vilonu.
2. Snažan razvoj istraživanja bioaktivnih peptida
Peptidne supstance široko postoje u živim organizmima i učestvuju u mnogim ključnim fiziološkim procesima, kao što su ćelijska signalizacija, imunološka regulacija i metabolička regulacija. Posljednjih godina, brzim razvojem tehnologija kao što su molekularna biologija i biokemija, napravljen je značajan napredak u istraživanju bioaktivnih peptida.
Naučnici mogu preciznije sintetizirati, izolirati i identificirati različite peptide, te duboko istražiti njihove mehanizme djelovanja. Veliki broj studija je pokazao da peptidi različite strukture imaju različite biološke aktivnosti, donoseći novu nadu za rješavanje zdravstvenih i bolesti. U ovom procesu, istraživači su proučavali veliki broj peptida kroz metode kao što su skrining visoke propusnosti i funkcionalna verifikacija. Vilon, kao dipeptid sa jedinstvenom strukturom i potencijalnim funkcijama, postepeno je došao u vid ljudi.
3. Detaljno istraživanje mehanizama popravke i regeneracije tkiva
Popravka i regeneracija tkiva važni su procesi za održavanje normalnih fizioloških funkcija organizama i odgovor na ozljede. Međutim, još uvijek postoje mnoge praznine u trenutnom razumijevanju ovog procesa, a kako promovirati efikasniju popravku i regeneraciju tkiva postalo je fokus istraživanja. Matične ćelije igraju ključnu ulogu u popravljanju i regeneraciji tkiva, a istraživanja o njihovoj aktivaciji, proliferaciji i mehanizmima diferencijacije privukla su veliku pažnju.
Osim toga, faktori kao što su sinteza i degradacija ekstracelularnog matriksa i međućelijska signalizacija također imaju važan utjecaj na popravak tkiva. U procesu istraživanja mehanizama popravke i regeneracije tkiva, istraživači su otkrili da neki peptidi mogu regulirati ove ključne procese. Na osnovu toga, kontinuirano se produbljuju istraživanja o peptidima koji imaju potencijal da regulišu popravku i regeneraciju tkiva. Vilon je postao ključni istraživački objekt u ovoj oblasti zbog svojih potencijalnih efekata u podržavanju aktivacije i proliferacije matičnih ćelija i regulacije aktivnosti fibroblasta.
Koji je mehanizam djelovanja Vilona?
1. Utjecaj na hromozome i ekspresiju gena
Promoviranje odmotavanja heterohromatina: Studije su pokazale da Vilon može inducirati odmotavanje (deheterohromatizaciju) ukupnog heterohromatina u kultivisanim limfocitima starijih osoba [1] . To znači da može aktivirati proces sinteze ribosomskih gena uzrokovan deheterohromatizacijom nukleolarnog organizacionog regiona i osloboditi gene koji su inhibirani usled kondenzacije euhromatinske regije u formiranje fakultativnog heterohromatina. Istovremeno, Vilon ne uzrokuje odmotavanje konstitutivnog heterohromatina oko centromere. Rezultati pokazuju da će Vilon s godinama postupno aktivirati fakultativni heterohromatin (deheterohromatizaciju) [1].
2. Uloge u liječenju bolesti
Sveobuhvatno liječenje pacijenata oboljelih od raka: U liječenju starijih pacijenata oboljelih od raka, Vilon je uključen u plan liječenja kao imunomodulator. Preliminarni rezultati istraživanja pokazuju da primjena Vilona može poboljšati 2-godišnje preživljavanje pacijenata, spriječiti postoperativne komplikacije, udaljene komplikacije, recidive i širenje tumora te poboljšati kvalitetu života nakon aktivnog liječenja [2].
Antitumorski efekat: In vitro eksperimenti, Vilon ima dozno-ovisan inhibitorni efekat na rast tri tipa tumorskih ćelija, odnosno humanog kolorektalnog karcinoma LOVO, humanog karcinoma želuca MKN45 i karcinoma jetre kod ljudi QGY7703, ali nema očigledan inhibitorni efekat na normalna ljudska bela krvna zrnca [3] . In vivo eksperimenti inhibicije tumora pokazuju da Vilon ima inhibitorni učinak na rast mišjeg raka jetre H22, a efektivna doza je 15mg・Kg-1. Kada se koristi visoka doza od 30mg・Kg-1, stopa inhibicije tumora transplantiranog tumora raka jetre H22 kod miševa dostiže više od 60% [3].
Utjecaj na dijabetičare: Kod starijih pacijenata sa dijabetesom tipa I Vilon, kao dio sveobuhvatnog liječenja, može optimizirati funkciju koagulacije i hemostaze, što se manifestuje povećanjem sadržaja prirodnih antikoagulanata (antitrombin III i protein C) i stimulacijom fibrinolize [4] . Istovremeno, u većini slučajeva, Vilon također može smanjiti dozu inzulina potrebnu za stabilizaciju metabolizma ugljikohidrata. Osim toga, može smanjiti i sadržaj T pomoćnih stanica, T-zavisnih i T-zavisnih NK stanica, normalizirati nivoe aktivnih T limfocita, B limfocita i IgA, te ima stabilizirajući učinak na imunološki sistem i funkciju hemostaze [4].
3. Utjecaj na funkcije stanica i organa
Stimuliranje regeneracije hepatocita: U pacovskom modelu ciroze jetre izazvane trovanjem ugljičnim tetrahloridom, Vilon ima određeni učinak na oporavak funkcionalne aktivnosti hepatocita i regeneraciju jetre kod pacova s cirozom jetre. Dvije sedmice nakon primjene lijeka, aktivnost glukoza-6-fosfataze (G6P) u jetri štakora s cirozom jetre se smanjuje, a Vilon je može povećati. Kod netretiranih pacova sadržaj ukupnog glikogena i njegovih komponenti i aktivnost G6P je i dalje na nivou pre ciroze. Tokom eksperimenta, aktivnosti glikogen fosforilaze (GP) i glikogen sintaze (GS) u jetri pacova sa cirozom jetre u obe grupe nisu se razlikovale od kontrolnih vrednosti. Vilon ima slabo stimulativno dejstvo na regeneraciju jetre kod pacova sa cirozom jetre, što se manifestuje tako što je ukupni sadržaj proteina i nivo ploidnosti u hepatocitima druge grupe pacova veći za 4,7%, odnosno 11,5% u odnosu na one prve grupe [5].
Efekti na radiosenzitivne organe: Vilon stimuliše proliferativnu aktivnost timocita i pojačava proliferativni potencijal crevnih matičnih ćelija, čime stimuliše oporavak ključnih organa nakon zračenja. Na primjer, studije na netaknutim štakorima i štakorima koji su primili jedno zračenje gama zracima cijelog tijela (6Gy) su otkrili da Vilon ima utjecaj na funkcionalnu morfologiju timusa, slezene i duodenuma [6].
4. Uloge na molekularnom nivou
Mogući mehanizam vezivanja za membranu: Studije trajektorije molekularne dinamike su pokazale da i Vilon (dipeptid lizilglutaminske kiseline) i timopoetin (Glu-Trp) sadrže intramolekularne solne mostove u svojim strukturama, smanjujući njihovu konformacijsku fleksibilnost. Zbog alifatskog bočnog lanca Lys-a, Vilon je relativno fleksibilniji. Predložen je mogući mehanizam ligand-receptorskog vezivanja dipeptida na ekscitabilnu membranu, odnosno vezivanje preko atoma dušika i kisika koji formiraju solni most [7].
Efekti na ekspresiju proteina u nukleolarnom organizacionom regionu: Vilon stimuliše i inhibira ekspresiju proteina AIDS-a u nukleolarnim organizujućim regionima serumskog tkiva i jezgri epitelnih ćelija, formirajući ili smanjujući formiranje, sklapanje i transport ribozoma do citoplazme, određujući tako sintezu proteina u citoplazmi. Osim toga, ovaj peptid također potiče transformaciju timocita u proliferirajuće blastne stanice [8].
Koje su primjene Vilona?
1. Anti-aging
Vilon se smatra potencijalnim peptidom protiv starenja koji može odgoditi ćelijsko starenje poboljšavajući gastrointestinalnu funkciju, povećavajući aktivnost enzima i promovirajući apsorpciju nutrijenata. Osim toga, otkriveno je da Vilon može poboljšati ekspresiju kolagena kože i smanjiti znakove starenja kože. Studije su otkrile da peptid KE (Lys-Glu, Vilon) može povećati ekspresijsko područje kolagena 1 u kulturi fibroblasta stare kože za 83%; također povećava područje ekspresije sirtuina 6 u kulturi mladih i starih fibroblasta kože za 1,6 odnosno 2,6 puta [11].
2. Popravka i regeneracija tkiva
Vilon pokazuje značajan potencijal u obnavljanju i regeneraciji tkiva. Može podržati aktivaciju i proliferaciju matičnih stanica, ubrzati zacjeljivanje rana i popravak tkiva. Studije su također otkrile da Vilon može promovirati popravak kože, crijeva i drugih tkiva regulacijom aktivnosti fibroblasta. Istraživanja su pokazala da je sintetički dipeptid Vilon dodat u eksplantnu podlogu za kulturu pacova različite starosti. Rezultati su pokazali da Vilon može inducirati morfološku stabilnost tkiva, aktivirati regeneraciju i funkcionalnu aktivnost stanica, te da ima snažniji učinak na eksplantate starijih štakora, što sugerira da Vilon ima potencijal u obnavljanju tkiva [9].
3. Kardiovaskularna i bubrežna zaštita
Vilon takođe ima pozitivan uticaj na zdravlje kardiovaskularnog i bubrežnog sistema. Može poboljšati kardiovaskularnu funkciju promjenom obrasca ekspresije gena i poboljšati mikrovaskularnu permeabilnost kod bubrežnih bolesti, promovirajući optimizaciju koagulacije krvi.
4. Primjena u liječenju raka
Sveobuhvatno liječenje starijih pacijenata oboljelih od raka: U liječenju starijih pacijenata oboljelih od raka, Vilon je uključen u plan liječenja kao imunomodulator. Na primjer, u sveobuhvatnom liječenju starijih pacijenata s karcinomom rektuma i debelog crijeva, preliminarni rezultati istraživanja pokazuju da primjena Vilona može poboljšati 2-godišnje preživljavanje pacijenata, spriječiti postoperativne komplikacije, udaljene komplikacije, recidiv i širenje tumora [2].
Stratifikacija pacijenata za višestruke karcinome: Algoritam varijacije informacija spojenih slojeva mreže (ViLoN) koji je usvojio Vilon je nova metoda zasnovana na mreži koja se može koristiti za integraciju višestrukih molekularnih mapa. U smislu stratifikacije pacijenata, ova metoda je verifikovana na različitim kombinacijama tipova podataka (ekspresija gena, metilacija, broj kopija) i ima značajno poboljšanje u stratifikaciji pacijenata i ima dosljednu konkurentnost u svim slučajevima. U manjim kohortama (adenokarcinom rektuma: 90 slučajeva, rak jednjaka: 180 slučajeva), uključivanje prethodnog funkcionalnog znanja (KEGG, GO) je ključno za postizanje dobrih rezultata [10].
5. Primjena u liječenju bolesti jetre
Efekti na jetru pacova sa cirozom jetre: Ispitivani su efekti dipeptidnog preparata 'Vilon' na oporavak funkcionalne aktivnosti hepatocita i regeneraciju jetre kod pacova sa cirozom jetre. Pacovima sa cirozom jetre izazvanom trovanjem ugljen-tetrahloridom tokom 4 meseca davan je Vilon (1,7 mikrograma/kg) i injektovan dnevno tokom 5 dana. Rezultati su pokazali da je dvije sedmice nakon primjene lijeka pod djelovanjem Vilona povećana aktivnost glukoza-6-fosfataze (G6P), koja je kod ciroze jetre smanjena 1,2 puta. Vilon ima slabo stimulativno dejstvo na regeneraciju jetre kod pacova sa cirozom jetre, što se manifestuje tako što je ukupni sadržaj proteina i nivo ploidnosti u hepatocitima druge grupe pacova veći za 4,7%, odnosno 11,5% u odnosu na one prve grupe [5].
6. Primjena u liječenju dijabetesa
Učinci na starije dijabetičare: Vilon, kao mimetik timusa, koristi se kao pomoćni lijek u sveobuhvatnom liječenju starijih pacijenata sa dijabetesom tipa I. Rezultati pokazuju da se primenom Vilona optimizuje funkcija koagulacije i hemostaze, što se manifestuje povećanjem sadržaja prirodnih antikoagulanata (antitrombin III i protein C) i stimulacijom fibrinolize. U većini slučajeva, Vilon smanjuje dozu inzulina potrebnu za stabilizaciju metabolizma ugljikohidrata. Istovremeno, Vilon također smanjuje sadržaj T pomoćnih stanica, T-zavisnih i T-zavisnih NK ćelija, te normalizira nivoe aktivnih T limfocita, B limfocita i IgA, što ukazuje da Vilon ima stabilizirajući učinak na imunološki sistem i funkciju hemostaze [4].
7. Primjena u liječenju ozljeda zračenja
Efekti na radiosenzitivne organe: Proučavani su efekti vilona i epitalona na funkcionalnu morfologiju timusa, slezene i duodenuma intaktnih pacova i pacova koji su primili jedno γ-zračenje cijelog tijela od 6Gy. Rezultati pokazuju da vilon stimulira proliferativnu aktivnost timocita i pojačava proliferativni potencijal crijevnih matičnih stanica, čime stimulira oporavak ključnih organa nakon zračenja [6].
Zaključno, kao poseban dipeptid, Vilon može poboljšati gastrointestinalnu funkciju, odgoditi starenje, pomoći u obnavljanju i regeneraciji tkiva, te održavati zdravlje kardiovaskularnog i bubrežnog sustava. Također ima pozitivan učinak u liječenju raka, bolesti jetre, dijabetesa i ozljeda od zračenja.
O autoru
Sve gore navedene materijale je istražio, uredio i sastavio Cocer Peptides.
Autor naučnog časopisa Kańduła MM je istraživač sa partnerstvom u nekoliko prestižnih institucija, uključujući Janssen Pharmaceuticals, BOKU Univerzitet, BOKU Beč, Univerzitet u Bostonu i Univerzitet Johannes Kepler u Lincu. Njegovo istraživanje obuhvata širok spektar polja, odražavajući njegovu interdisciplinarnu stručnost. U biohemiji i molekularnoj biologiji, doprinio je unapređenju razumijevanja ćelijskih procesa i molekularnih interakcija.
Njegov rad u ćelijskoj biologiji uključuje proučavanje strukture i funkcije ćelija, što je ključno za razvoj novih terapijskih strategija. U oblasti biotehnologije i primijenjene mikrobiologije, Kańduła MM je istražio inovativne metode za primjenu mikrobnih sistema za rješavanje praktičnih problema. Njegovo istraživanje u nauci o životu i biomedicini – drugim temama ukazuje na njegovo angažovanje sa najsavremenijim metodologijama i tehnologijama koje prevazilaze tradicionalne naučne granice. Nadalje, njegov rad u inženjerstvu pokazuje njegovu sposobnost da primijeni naučne principe u praktične primjene. Svojim višestranim istraživanjima, Kańduła MM je dao značajan doprinos naučnoj zajednici, utječući kako na teorijski napredak tako i na praktične primjene u medicini i biologiji. Kańduła MM je naveden u referenci citata [10].
