▎ Vilon Research
Koja je Vilonova istraživačka pozadina?
1. Hitna potreba za istraživanjem starenja i bolesti
S ubrzanjem procesa starenja globalnog stanovništva, niz problema povezanih sa starenjem, kao što su stanično starenje, opadanje funkcije tkiva i visoka učestalost gerijatrijskih bolesti, postali su hitni medicinski problemi koje treba riješiti. Stanično starenje prati postupni gubitak sposobnosti održavanja homeostaze i popravljanja oštećenih tkiva, zbog čega je posebno važno pronaći tvari koje mogu odgoditi proces staničnog starenja i poboljšati funkciju popravka tkiva.
Istodobno, velike bolesti poput raka, bolesti metabolizma, 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 potrebno pronaći sigurne i učinkovite pomoćne metode liječenja. U tako teškoj situaciji, znanstvenici su svoju pozornost usmjerili na bioaktivne peptide, nadajući se da će pronaći točku proboja, pa je istraživanje Vilona krenulo.
2. Snažan razvoj istraživanja bioaktivnih peptida
Peptidne tvari su široko prisutne u živim organizmima i sudjeluju u mnogim ključnim fiziološkim procesima, kao što su stanična signalizacija, imunološka regulacija i metabolička regulacija. Posljednjih godina, s brzim razvojem tehnologija kao što su molekularna biologija i biokemija, postignut je značajan napredak u istraživanju bioaktivnih peptida.
Znanstvenici mogu preciznije sintetizirati, izolirati i identificirati različite peptide te dublje istražiti njihove mehanizme djelovanja. Velik broj studija pokazao je da peptidi različite strukture imaju različita biološka djelovanja, donoseći novu nadu u rješavanju zdravstvenih i bolesnih problema. U ovom procesu, istraživači su proučavali veliki broj peptida kroz metode kao što su visokoučinkoviti probir i funkcionalna verifikacija. Vilon, kao dipeptid s jedinstvenom strukturom i potencijalnim funkcijama, postupno je postao vidljiv ljudima.
3. Detaljno istraživanje mehanizama popravka i regeneracije tkiva
Popravak i regeneracija tkiva važni su procesi za održavanje normalnih fizioloških funkcija organizma i odgovor na ozljede. Međutim, još uvijek postoje mnoge praznine u trenutnom razumijevanju ovog procesa, a kako promicati učinkovitiji popravak i regeneraciju tkiva postalo je fokus istraživanja. Matične stanice igraju ključnu ulogu u popravljanju i regeneraciji tkiva, a istraživanje mehanizama njihove aktivacije, proliferacije i diferencijacije dobilo je veliku pozornost.
Osim toga, čimbenici poput sinteze i razgradnje izvanstaničnog matriksa i međustanične signalizacije također imaju važan utjecaj na popravak tkiva. U procesu istraživanja mehanizama popravljanja i regeneracije tkiva, istraživači su otkrili da neki peptidi mogu regulirati te ključne procese. Na temelju toga kontinuirano se produbljuju istraživanja peptida koji mogu regulirati popravak i regeneraciju tkiva. Vilon je postao ključni predmet istraživanja u ovom području zbog svojih potencijalnih učinaka u podržavanju aktivacije i proliferacije matičnih stanica te regulaciji aktivnosti fibroblasta.
Kakav je mehanizam djelovanja Vilona?
1. Učinci na kromosome i ekspresiju gena
Poticanje odmotavanja heterokromatina: Studije su pokazale da Vilon može inducirati odmotavanje (deheterokromatin) ukupnog heterokromatina u uzgojenim limfocitima starijih osoba [1] . To znači da može aktivirati proces sinteze ribosomskih gena uzrokovan deheterokromatizacijom nukleolarne organizacijske regije i otpustiti gene koji su inhibirani zbog kondenzacije eukromatinske regije kako bi se formirao fakultativni heterokromatin. U isto vrijeme, Vilon ne uzrokuje odmotavanje konstitutivnog heterokromatina oko centromera. Rezultati pokazuju da će Vilon s godinama postupno aktivirati fakultativni heterokromatin (deheterokromatizacija) [1].
2. Uloge u liječenju bolesti
Sveobuhvatno liječenje onkoloških bolesnika: U liječenju starijih onkoloških bolesnika Vilon je uključen u plan liječenja kao imunomodulator. Preliminarni rezultati istraživanja pokazuju da primjena Vilona može poboljšati dvogodišnju stopu preživljenja bolesnika, spriječiti postoperativne komplikacije, udaljene komplikacije, recidive i širenje tumora te poboljšati kvalitetu života nakon aktivnog liječenja [2].
Antitumorski učinak: In vitro pokusi, Vilon ima inhibicijski učinak ovisan o dozi na rast tri vrste tumorskih stanica, naime humani kolorektalni rak LOVO, ljudski rak želuca MKN45 i ljudski rak jetre QGY7703, ali nema očigledan inhibicijski učinak na ljudske normalne bijele krvne stanice [3] . Eksperimenti inhibicije tumora in vivo pokazuju da Vilon ima inhibitorni učinak na rast raka jetre miša H22, a učinkovita doza je 15 mg・Kg-1. Kada se koristi visoka doza od 30 mg・Kg-1, stopa inhibicije tumora transplantiranog tumora raka jetre H22 kod miševa doseže više od 60% [3].
Učinci na dijabetičare: U starijih bolesnika sa šećernom bolešću tipa I Vilon, kao dio cjelovitog liječenja, može optimizirati funkciju koagulacije i hemostaze, što se očituje povećanjem sadržaja prirodnih antikoagulansa (antitrombina III i proteina C) i stimulacijom fibrinolize [4] . Istodobno, u većini slučajeva Vilon također može smanjiti dozu inzulina potrebnu za stabilizaciju metabolizma ugljikohidrata. Osim toga, također može smanjiti sadržaj T pomoćnih stanica, T-ovisnih i T-neovisnih NK stanica, normalizirati razine aktivnih T limfocita, B limfocita i IgA te ima stabilizirajući učinak na imunološki sustav i funkciju hemostaze [4].
3. Učinci na funkcije stanica i organa
Poticanje regeneracije hepatocita: U štakorskom modelu ciroze jetre izazvane trovanjem ugljikovim tetrakloridom, Vilon ima određeni učinak na oporavak funkcionalne aktivnosti hepatocita i regeneraciju jetre kod štakora s cirozom jetre. Dva tjedna nakon primjene lijeka aktivnost glukoza-6-fosfataze (G6P) u jetri štakora s cirozom jetre se smanjuje, a Vilon je može povećati. U netretiranih štakora sadržaj ukupnog glikogena i njegovih komponenti te aktivnost G6P još uvijek su na razini prije ciroze. Tijekom cijelog eksperimenta aktivnosti glikogen fosforilaze (GP) i glikogen sintaze (GS) u jetri štakora s cirozom jetre u obje skupine nisu se razlikovale od kontrolnih vrijednosti. Vilon ima slab stimulirajući učinak na regeneraciju jetre u štakora s cirozom jetre, što se očituje tako što su ukupni sadržaj proteina i razina ploidnosti u hepatocitima druge skupine štakora bili za 4,7% odnosno 11,5% viši od onih iz prve skupine [5].
Učinci na radioosjetljive organe: Vilon stimulira proliferativnu aktivnost timocita i pojačava proliferativni potencijal crijevnih matičnih stanica, čime potiče postradijacijski oporavak ključnih organa. Na primjer, studije na netaknutim štakorima i štakorima koji su primili jednokratno zračenje gama zrakama cijelog tijela (6Gy) otkrile su da Vilon ima učinak na funkcionalnu morfologiju timusa, slezene i dvanaesnika [6].
4. Uloge na molekularnoj razini
Mogući mehanizam vezanja za membranu: Istraživanja putanje molekularne dinamike pokazala su da i Vilon (dipeptid lizilglutaminske kiseline) i timopoetin (Glu-Trp) sadrže intramolekularne slane mostove u svojim strukturama, smanjujući njihovu konformacijsku fleksibilnost. Zbog alifatskog bočnog lanca Lysa, Vilon je relativno fleksibilniji. Predložen je mogući mehanizam za ligand-receptorsko vezanje dipeptida na ekscitabilnu membranu, odnosno vezanje preko atoma dušika i kisika koji tvore slani most [7].
Učinci na ekspresiju proteina u nukleolarnom organizacijskom području: Vilon stimulira i inhibira ekspresiju AIDS proteina u nukleolarnim organizacijskim regijama serumskog tkiva i jezgri epitelnih stanica, formirajući ili smanjujući stvaranje, sastavljanje i transport ribosoma u citoplazmu, određujući tako intenzitet sinteze proteina u tim stanicama. Osim toga, ovaj peptid također potiče transformaciju timocita u proliferirajuće blastne stanice [8].
Koje su primjene Vilona?
1. Protiv starenja
Vilon se smatra potencijalnim peptidom protiv starenja koji može odgoditi starenje stanica poboljšanjem gastrointestinalne funkcije, pojačavanjem aktivnosti enzima i promicanjem apsorpcije hranjivih tvari. Osim toga, utvrđeno je da Vilon može poboljšati ekspresiju kožnog kolagena i smanjiti znakove starenja kože. Studije su otkrile da peptid KE (Lys-Glu, Vilon) može povećati područje ekspresije 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. Popravak i regeneracija tkiva
Vilon pokazuje značajan potencijal u popravljanju i regeneraciji tkiva. Može podržati aktivaciju i proliferaciju matičnih stanica, ubrzati zacjeljivanje rana i popravak tkiva. Studije su također otkrile da Vilon može potaknuti popravak kože, crijeva i drugih tkiva reguliranjem aktivnosti fibroblasta. Studije su pokazale da je sintetski dipeptid Vilon dodan u eksplantacijski medij kulture štakora različite dobi. Rezultati su pokazali da Vilon može inducirati morfološku stabilnost tkiva, aktivirati regeneraciju i funkcionalnu aktivnost stanica, te imati snažniji učinak na eksplantate starijih štakora, što sugerira da Vilon ima potencijal u obnavljanju tkiva [9].
3. Kardiovaskularna i bubrežna zaštita
Vilon također pozitivno utječe na kardiovaskularno i bubrežno zdravlje. Može poboljšati kardiovaskularnu funkciju promjenom obrasca ekspresije gena i povećati mikrovaskularnu propusnost kod bolesti bubrega, promičući optimizaciju koagulacije krvi.
4. Primjene u liječenju raka
Sveobuhvatno liječenje starijih onkoloških bolesnika: U liječenju starijih onkoloških bolesnika Vilon je uključen u plan liječenja kao imunomodulator. Primjerice, u sveobuhvatnom liječenju starijih bolesnika s karcinomom rektuma i karcinomom debelog crijeva, preliminarni rezultati istraživanja pokazuju da se primjenom Vilona može poboljšati dvogodišnje preživljenje bolesnika, spriječiti postoperativne komplikacije, udaljene komplikacije, recidiv i širenje tumora [2].
Stratifikacija pacijenata za više vrsta raka: algoritam varijacija slojeva mreže (ViLoN) koji je usvojio Vilon nova je mrežna metoda koja se može koristiti za integraciju višestrukih molekularnih mapa. Što se tiče stratifikacije pacijenata, ova metoda je verificirana na različitim kombinacijama tipova podataka (ekspresija gena, metilacija, broj kopija), i ima značajan učinak poboljšanja na stratifikaciju pacijenata, te ima dosljednu konkurentnost u svim slučajevima. U manjim kohortama (rektalni adenokarcinom: 90 slučajeva, rak jednjaka: 180 slučajeva) uključivanje prethodnog funkcionalnog znanja (KEGG, GO) ključno je za postizanje dobrih rezultata [10].
5. Primjena u liječenju bolesti jetre
Utjecaj na jetru štakora s cirozom jetre: Proučavani su učinci dipeptidnog pripravka 'Vilon' na oporavak funkcionalne aktivnosti hepatocita i regeneraciju jetre u štakora s cirozom jetre. Štakori s cirozom jetre izazvanom trovanjem ugljičnim tetrakloridom tijekom 4 mjeseca davali su Vilon (1,7 mikrograma/kg) i ubrizgavan dnevno tijekom 5 dana. Rezultati su pokazali da se dva tjedna nakon primjene lijeka pod djelovanjem Vilona povećala aktivnost glukoza-6-fosfataze (G6P), koja je kod ciroze jetre smanjena 1,2 puta. Vilon ima slab stimulirajući učinak na regeneraciju jetre u štakora s cirozom jetre, što se očituje tako što su ukupni sadržaj proteina i razina ploidnosti u hepatocitima druge skupine štakora bili za 4,7% odnosno 11,5% viši od onih iz prve skupine [5].
6. Primjene u liječenju metabolizma
Učinci na starije dijabetičare: Vilon, kao mimetik timusa, koristi se kao pomoćni lijek u sveobuhvatnom liječenju starijih dijabetičara tipa I. Rezultati pokazuju da primjena Vilona optimizira funkciju koagulacije i hemostaze, što se očituje povećanjem sadržaja prirodnih antikoagulansa (antitrombina III i proteina 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-ovisnih i T-neovisnih NK stanica, te normalizira razine aktivnih T limfocita, B limfocita i IgA, što ukazuje da Vilon ima stabilizirajući učinak na imunološki sustav i funkciju hemostaze [4].
7. Primjene u liječenju radijacijskih ozljeda
Učinci na radioosjetljive organe: Proučavani su učinci vilona i epitalona na funkcionalnu morfologiju timusa, slezene i duodenuma netaknutih štakora i štakora koji su primili jednokratno zračenje γ-zrakama od 6Gy cijelog tijela. Rezultati pokazuju da vilon stimulira proliferativnu aktivnost timocita i pojačava proliferativni potencijal intestinalnih matičnih stanica, čime se stimulira postradijacijski oporavak ključnih organa [6].
Zaključno, kao poseban dipeptid, Vilon može poboljšati funkciju probavnog sustava, odgoditi starenje, pomoći u obnavljanju i regeneraciji tkiva te održati zdravlje kardiovaskularnog i bubrežnog sustava. Pozitivno djeluje i u liječenju raka, bolesti jetre, metabolizma, ozljeda zračenjem.
O autoru
Sve gore navedene materijale istražio je, uredio i sastavio Cocer Peptides.
Autor znanstvenog časopisa Kańduła MM je istraživač koji radi na nekoliko prestižnih institucija, uključujući Janssen Pharmaceuticals, Sveučilište BOKU, BOKU Beč, Sveučilište Boston i Sveučilište Johannes Kepler u Linzu. Njegovo istraživanje obuhvaća širok raspon područja, odražavajući njegovu interdisciplinarnu stručnost. U biokemiji i molekularnoj biologiji pridonio je unaprjeđenju razumijevanja staničnih procesa i molekularnih interakcija.
Njegov rad u staničnoj biologiji uključuje proučavanje strukture i funkcije stanica, što je ključno za razvoj novih terapijskih strategija. U biotehnologiji i primijenjenoj mikrobiologiji, Kańduła MM je istražio inovativne metode za primjenu mikrobnih sustava za rješavanje praktičnih problema. Njegovo istraživanje u Life Sciences & Biomedicine - Other Topics ukazuje na njegov angažman u najsuvremenijim metodologijama i tehnologijama koje nadilaze tradicionalne znanstvene granice. Nadalje, njegov rad u inženjerstvu pokazuje njegovu sposobnost primjene znanstvenih principa u praktične primjene. Svojim višestranim istraživanjem, Kańduła MM dao je značajan doprinos znanstvenoj zajednici, utječući i na teoretski napredak i na praktične primjene u medicini i biologiji. Kańduła MM naveden je u referenci citata [10].
