▎ Ricerca Vilon
Qual è il background di ricerca di Vilon?
1. L’urgente necessità di ricerca sull’invecchiamento e sulle malattie
Con l’accelerazione del processo di invecchiamento della popolazione globale, una serie di questioni legate all’invecchiamento, come la senescenza cellulare, il declino della funzionalità dei tessuti e l’elevata incidenza di malattie geriatriche, sono diventati problemi medici urgenti da risolvere. La senescenza cellulare è accompagnata dalla graduale perdita della capacità di mantenere l'omeostasi e riparare i tessuti danneggiati, rendendo particolarmente cruciale la ricerca di sostanze in grado di ritardare il processo di senescenza cellulare e migliorare la funzione di riparazione dei tessuti.
Allo stesso tempo, gravi malattie come il cancro, il diabete, le malattie cardiovascolari e le malattie del fegato minacciano seriamente la salute umana. I metodi di trattamento tradizionali presentano alcune limitazioni nel trattamento di queste malattie e vi è un urgente bisogno di sviluppare nuovi metodi di trattamento e farmaci. Ad esempio, i malati di cancro anziani hanno una scarsa tolleranza alla radioterapia e alla chemioterapia e l’effetto del trattamento non è soddisfacente. È urgente trovare metodi di trattamento adiuvante sicuri ed efficaci. In una situazione così difficile, gli scienziati hanno rivolto la loro attenzione ai peptidi bioattivi, sperando di trovare un punto di svolta, e la ricerca su Vilon è nata.
2. Il vigoroso sviluppo della ricerca sui peptidi bioattivi
Le sostanze peptidiche esistono ampiamente negli organismi viventi e partecipano a molti processi fisiologici chiave, come la segnalazione cellulare, la regolazione immunitaria e la regolazione metabolica. Negli ultimi anni, con il rapido sviluppo di tecnologie quali la biologia molecolare e la biochimica, sono stati compiuti progressi significativi nella ricerca sui peptidi bioattivi.
Gli scienziati possono sintetizzare, isolare e identificare in modo più preciso vari peptidi ed esplorare in modo approfondito i loro meccanismi d'azione. Numerosi studi hanno dimostrato che peptidi con strutture diverse hanno attività biologiche diverse, offrendo nuove speranze per la risoluzione di problemi di salute e malattia. In questo processo, i ricercatori hanno studiato un gran numero di peptidi attraverso metodi quali lo screening ad alto rendimento e la verifica funzionale. Il vilon, come dipeptide con una struttura unica e funzioni potenziali, è gradualmente diventato visibile alla gente.
3. Esplorazione approfondita dei meccanismi di riparazione e rigenerazione dei tessuti
La riparazione e la rigenerazione dei tessuti sono processi importanti per il mantenimento delle normali funzioni fisiologiche degli organismi e la risposta alle lesioni. Tuttavia, ci sono ancora molte lacune nell’attuale comprensione di questo processo e il modo in cui promuovere una riparazione e una rigenerazione dei tessuti più efficienti è diventato il focus della ricerca. Le cellule staminali svolgono un ruolo fondamentale nella riparazione e rigenerazione dei tessuti e la ricerca sui loro meccanismi di attivazione, proliferazione e differenziazione ha ricevuto molta attenzione.
Inoltre, anche fattori come la sintesi e la degradazione della matrice extracellulare e la segnalazione intercellulare hanno un impatto importante sulla riparazione dei tessuti. Nel processo di esplorazione dei meccanismi di riparazione e rigenerazione dei tessuti, i ricercatori hanno scoperto che alcuni peptidi possono regolare questi processi chiave. Sulla base di ciò, la ricerca sui peptidi con il potenziale di regolare la riparazione e la rigenerazione dei tessuti è stata continuamente approfondita. Il vilon è diventato un oggetto di ricerca chiave in questo campo grazie ai suoi potenziali effetti nel supportare l’attivazione e la proliferazione delle cellule staminali e nella regolazione dell’attività dei fibroblasti.
Qual è il meccanismo d'azione di Vilon?
1. Effetti sui cromosomi e sull'espressione genica
Promozione dello svolgimento dell'eterocromatina: gli studi hanno dimostrato che Vilon può indurre lo svolgimento (deeterocromatina) dell'eterocromatina totale nei linfociti in coltura degli anziani [1] . Ciò significa che può attivare il processo di sintesi dei geni ribosomiali causato dalla deeterocromatina della regione organizzatrice nucleolare e rilasciare i geni che sono inibiti a causa della condensazione della regione dell'eucromatina per formare eterocromatina facoltativa. Allo stesso tempo, Vilon non provoca lo svolgimento dell'eterocromatina costitutiva attorno al centromero. I risultati mostrano che Vilon attiverà gradualmente l’eterocromatina facoltativa (deeterocromatazione) con l’età [1].
2. Ruoli nel trattamento delle malattie
Trattamento completo per i pazienti affetti da cancro: nel trattamento dei pazienti affetti da cancro anziani, Vilon è incluso nel piano di trattamento come immunomodulatore. I risultati preliminari della ricerca mostrano che l’applicazione di Vilon può migliorare il tasso di sopravvivenza a 2 anni dei pazienti, prevenire complicanze postoperatorie, complicanze a distanza, recidive e diffusione del tumore e migliorare la qualità della vita dopo il trattamento attivo [2].
Effetto antitumorale: negli esperimenti in vitro, Vilon ha un effetto inibitorio dose-dipendente sulla crescita di tre tipi di cellule tumorali, vale a dire il cancro del colon-retto umano LOVO, il cancro gastrico umano MKN45 e il cancro del fegato umano QGY7703, ma non ha alcun effetto inibitorio evidente sui globuli bianchi normali umani [3] . Esperimenti in vivo sull'inibizione del tumore mostrano che Vilon ha un effetto inibitorio sulla crescita del cancro al fegato del topo H22 e la dose efficace è 15 mg・Kg-1. Quando viene utilizzata la dose elevata di 30 mg・Kg-1, il tasso di inibizione del tumore del fegato tumorale trapiantato H22 nei topi raggiunge oltre il 60% [3].
Effetti sui pazienti diabetici: nei pazienti anziani con diabete di tipo I, Vilon, come parte del trattamento completo, può ottimizzare la funzione di coagulazione ed emostasi, manifestandosi come un aumento del contenuto di anticoagulanti naturali (antitrombina III e proteina C) e la stimolazione della fibrinolisi [4] . Allo stesso tempo, nella maggior parte dei casi, Vilon può anche ridurre la dose di insulina necessaria per stabilizzare il metabolismo dei carboidrati. Inoltre, può anche ridurre il contenuto di cellule T helper, cellule NK T-dipendenti e non-T-dipendenti, normalizzare i livelli di linfociti T attivi, linfociti B e IgA e ha un effetto stabilizzante sul sistema immunitario e sulla funzione emostatica [4].
3. Effetti sulle funzioni cellulari e organiche
Stimolare la rigenerazione degli epatociti: In un modello di ratto con cirrosi epatica indotta da avvelenamento da tetracloruro di carbonio, Vilon ha un certo effetto sul recupero dell'attività funzionale degli epatociti e sulla rigenerazione del fegato nei ratti con cirrosi epatica. Due settimane dopo l'applicazione del farmaco, l'attività della glucosio-6-fosfatasi (G6P) nel fegato dei ratti con cirrosi epatica diminuisce e Vilon può aumentarla. Nei ratti non trattati, il contenuto di glicogeno totale e dei suoi componenti e l'attività del G6P sono ancora ai livelli pre-cirrosi. Durante l'esperimento, le attività della glicogeno fosforilasi (GP) e della glicogeno sintasi (GS) nel fegato dei ratti con cirrosi epatica in entrambi i gruppi non hanno mostrato differenze rispetto ai valori di controllo. Vilon ha un debole effetto stimolante sulla rigenerazione del fegato nei ratti con cirrosi epatica, manifestato dal contenuto proteico totale e dal livello di ploidia negli epatociti del secondo gruppo di ratti rispettivamente del 4,7% e dell'11,5% rispetto a quelli del primo gruppo [5].
Effetti sugli organi radiosensibili: Vilon stimola l'attività proliferativa dei timociti e aumenta il potenziale proliferativo delle cellule staminali intestinali, stimolando così il recupero post-radiazione degli organi chiave. Ad esempio, studi su ratti intatti e ratti che hanno ricevuto una singola irradiazione con raggi gamma su tutto il corpo (6Gy) hanno scoperto che Vilon ha un effetto sulla morfologia funzionale del timo, della milza e del duodeno [6].
4. Ruoli a livello molecolare
Possibile meccanismo di legame alla membrana: studi sulla traiettoria della dinamica molecolare hanno dimostrato che sia Vilon (dipeptide dell'acido lisilglutammico) che timopoietina (Glu-Trp) contengono ponti salini intramolecolari nelle loro strutture, riducendo la loro flessibilità conformazionale. A causa della catena laterale alifatica di Lys, Vilon è relativamente più flessibile. È stato proposto un possibile meccanismo per il legame ligando-recettore del dipeptide alla membrana eccitabile, cioè il legame attraverso gli atomi di azoto e ossigeno che formano il ponte salino [7].
Effetti sull'espressione delle proteine nella regione di organizzazione nucleolare: Vilon stimola e inibisce l'espressione delle proteine dell'AIDS nelle regioni di organizzazione nucleolari del tessuto sierico e dei nuclei delle cellule epiteliali, rispettivamente formando o riducendo la formazione, l'assemblaggio e il trasporto dei ribosomi al citoplasma, determinando così l'intensità della sintesi proteica in queste cellule. Inoltre, questo peptide promuove anche la trasformazione dei timociti in cellule blastiche proliferanti [8].
Quali sono le applicazioni di Vilon?
1. Antietà
Vilon è considerato un potenziale peptide antietà che può ritardare la senescenza cellulare migliorando la funzione gastrointestinale, potenziando l’attività enzimatica e promuovendo l’assorbimento dei nutrienti. Inoltre, è stato scoperto che Vilon è in grado di migliorare l'espressione del collagene cutaneo e di ridurre i segni dell'invecchiamento cutaneo. Gli studi hanno scoperto che il peptide KE (Lys-Glu, Vilon) può aumentare dell'83% l'area di espressione del collagene 1 nella coltura dei fibroblasti cutanei senescenti; aumenta inoltre l'area di espressione della sirtuina 6 nella coltura dei fibroblasti cutanei giovani e vecchi rispettivamente di 1,6 e 2,6 volte [11].
2. Riparazione e rigenerazione dei tessuti
Vilon mostra un potenziale significativo nella riparazione e rigenerazione dei tessuti. Può supportare l'attivazione e la proliferazione delle cellule staminali, accelerare la guarigione delle ferite e la riparazione dei tessuti. Gli studi hanno anche scoperto che Vilon può favorire la riparazione della pelle, dell'intestino e di altri tessuti regolando l'attività dei fibroblasti. Gli studi hanno dimostrato che il dipeptide sintetico Vilon è stato aggiunto al terreno di coltura espiantato da ratti di diverse età. I risultati hanno mostrato che Vilon potrebbe indurre stabilità morfologica dei tessuti, attivare la rigenerazione e l’attività funzionale delle cellule e avere un effetto più forte sugli espianti di ratti anziani, suggerendo che Vilon ha un potenziale nella riparazione dei tessuti [9].
3. Protezione cardiovascolare e renale
Vilon ha anche un impatto positivo sulla salute cardiovascolare e renale. Può migliorare la funzione cardiovascolare modificando il modello di espressione genetica e migliorare la permeabilità microvascolare nelle malattie renali, promuovendo l'ottimizzazione della coagulazione del sangue.
4. Applicazioni nel trattamento del cancro
Trattamento completo per i malati di cancro anziani: nel trattamento dei pazienti affetti da cancro anziani, Vilon è incluso nel piano di trattamento come immunomodulatore. Ad esempio, nel trattamento completo dei pazienti anziani con cancro del retto e del colon, i risultati preliminari della ricerca mostrano che l’applicazione di Vilon può migliorare il tasso di sopravvivenza a 2 anni dei pazienti, prevenire complicanze postoperatorie, complicanze a distanza, recidive e diffusione del tumore [2].
Stratificazione dei pazienti per tumori multipli: l'algoritmo ViLoN (Variation of Information Fused Layers of Networks) adottato da Vilon è un nuovo metodo basato sulla rete che può essere utilizzato per integrare più mappe molecolari. In termini di stratificazione dei pazienti, questo metodo è stato verificato su varie combinazioni di tipi di dati (espressione genica, metilazione, numero di copie) e ha un effetto di miglioramento significativo sulla stratificazione dei pazienti e ha una competitività costante in tutti i casi. In coorti più piccole (adenocarcinoma del retto: 90 casi, cancro esofageo: 180 casi), incorporare le conoscenze funzionali pregresse (KEGG, GO) è fondamentale per ottenere buoni risultati [10].
5. Applicazioni nel trattamento delle malattie del fegato
Effetti sul fegato di ratti affetti da cirrosi epatica: Sono stati studiati gli effetti del preparato dipeptide 'Vilon' sul ripristino dell'attività funzionale degli epatociti e sulla rigenerazione del fegato in ratti affetti da cirrosi epatica. Ai ratti con cirrosi epatica indotta da avvelenamento da tetracloruro di carbonio per 4 mesi è stato somministrato Vilon (1,7 microgrammi/kg) e iniettato quotidianamente per 5 giorni. I risultati hanno mostrato che due settimane dopo l'applicazione del farmaco, l'attività della glucosio-6-fosfatasi (G6P), che era ridotta di 1,2 volte nella cirrosi epatica, è aumentata sotto l'azione di Vilon. Vilon ha un debole effetto stimolante sulla rigenerazione del fegato nei ratti con cirrosi epatica, manifestato dal contenuto proteico totale e dal livello di ploidia negli epatociti del secondo gruppo di ratti rispettivamente del 4,7% e dell'11,5% rispetto a quelli del primo gruppo [5].
6. Applicazioni nel trattamento del diabete
Effetti sui pazienti diabetici anziani: Vilon, come mimetico del timo, è utilizzato come farmaco adiuvante nel trattamento completo dei pazienti anziani con diabete di tipo I. I risultati mostrano che l'applicazione di Vilon ottimizza la funzione della coagulazione e dell'emostasi, manifestandosi come un aumento del contenuto di anticoagulanti naturali (antitrombina III e proteina C) e la stimolazione della fibrinolisi. Nella maggior parte dei casi, Vilon riduce la dose di insulina necessaria per stabilizzare il metabolismo dei carboidrati. Allo stesso tempo, Vilon riduce anche il contenuto di cellule T helper, cellule NK T-dipendenti e non T-dipendenti e normalizza i livelli di linfociti T attivi, linfociti B e IgA, indicando che Vilon ha un effetto stabilizzante sul sistema immunitario e sulla funzione emostatica [4].
7. Applicazioni nel trattamento delle lesioni da radiazioni
Effetti sugli organi radiosensibili: sono stati studiati gli effetti del vilon e dell'epitalon sulla morfologia funzionale del timo, della milza e del duodeno di ratti intatti e di ratti che hanno ricevuto una singola irradiazione con raggi gamma di 6 Gy su tutto il corpo. I risultati mostrano che il vilon stimola l’attività proliferativa dei timociti e aumenta il potenziale proliferativo delle cellule staminali intestinali, stimolando così il recupero post-radiazione degli organi chiave [6].
In conclusione, come dipeptide speciale, il Vilon può migliorare la funzione gastrointestinale, ritardare l’invecchiamento, assistere nella riparazione e rigenerazione dei tessuti e mantenere la salute cardiovascolare e renale. Ha anche un effetto positivo nel trattamento del cancro, delle malattie del fegato, del diabete e delle lesioni da radiazioni.
Informazioni sull'autore
I materiali sopra menzionati sono tutti ricercati, modificati e compilati da Cocer Peptides.
Kańduła MM, autore della rivista scientifica, è un ricercatore affiliato a diverse istituzioni prestigiose, tra cui Janssen Pharmaceuticals, BOKU University, BOKU Vienna, Boston University e Johannes Kepler University Linz. La sua ricerca abbraccia una vasta gamma di campi, riflettendo la sua esperienza interdisciplinare. In Biochimica e Biologia Molecolare, ha contribuito a far avanzare la comprensione dei processi cellulari e delle interazioni molecolari.
Il suo lavoro in Biologia Cellulare prevede lo studio della struttura e della funzione delle cellule, che è fondamentale per lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche. In Biotecnologia e microbiologia applicata, Kańduła MM ha esplorato metodi innovativi per applicare sistemi microbici per risolvere problemi pratici. La sua ricerca in Scienze della vita e biomedicina - Altri argomenti indica il suo impegno con metodologie e tecnologie all'avanguardia che trascendono i confini scientifici tradizionali. Inoltre, il suo lavoro in Ingegneria mostra la sua capacità di applicare i principi scientifici ad applicazioni pratiche. Attraverso la sua poliedrica ricerca, Kańduła MM ha dato un contributo significativo alla comunità scientifica, influenzando sia i progressi teorici che le applicazioni pratiche in medicina e biologia. Kańduła MM è elencato nel riferimento della citazione [10].
