▎ Vilon Research
Koks yra Vilono tyrimų pagrindas?
1. Skubus senėjimo ir ligų tyrimų poreikis
Spartėjant pasaulio gyventojų senėjimo procesui, daugybė su senėjimu susijusių problemų, tokių kaip ląstelių senėjimas, audinių funkcijos mažėjimas ir didelis sergamumas geriatrinėmis ligomis, tapo neatidėliotinomis medicininėmis problemomis, kurias reikia išspręsti. Ląstelių senėjimą lydi laipsniškas gebėjimo palaikyti homeostazę ir atkurti pažeistus audinius praradimas, todėl ypač svarbu rasti medžiagų, kurios gali sulėtinti ląstelių senėjimo procesą ir sustiprinti audinių atstatymo funkciją.
Tuo pačiu metu didelės ligos, tokios kaip vėžys, medžiagų apykaita, širdies ir kraujagyslių bei kepenų ligos, kelia rimtą pavojų žmonių sveikatai. Tradiciniai gydymo metodai turi tam tikrų apribojimų kovojant su šiomis ligomis, todėl skubiai reikia kurti naujus gydymo metodus ir vaistus. Pavyzdžiui, vyresnio amžiaus vėžiu sergantys pacientai prastai toleruoja radioterapiją ir chemoterapiją, o gydymo poveikis nėra patenkinamas. Būtina skubiai rasti saugius ir veiksmingus pagalbinius gydymo metodus. Esant tokiai sudėtingai situacijai, mokslininkai atkreipė dėmesį į bioaktyvius peptidus, tikėdamiesi rasti proveržio tašką, ir atsirado Vilono tyrimai.
2. Aktyvus bioaktyvių peptidų tyrimų vystymas
Peptidinės medžiagos plačiai egzistuoja gyvuose organizmuose ir dalyvauja daugelyje pagrindinių fiziologinių procesų, tokių kaip ląstelių signalizacija, imuninis reguliavimas ir medžiagų apykaitos reguliavimas. Pastaraisiais metais sparčiai tobulėjant technologijoms, tokioms kaip molekulinė biologija ir biochemija, buvo padaryta didelė pažanga tiriant bioaktyvius peptidus.
Mokslininkai gali tiksliau sintetinti, išskirti ir identifikuoti įvairius peptidus bei giliai ištirti jų veikimo mechanizmus. Daugybė tyrimų parodė, kad skirtingos struktūros peptidai turi skirtingą biologinį aktyvumą, o tai suteikia naujų vilčių išspręsti sveikatos ir ligų problemas. Šiame procese mokslininkai ištyrė daugybę peptidų taikydami tokius metodus kaip didelio našumo atranka ir funkcinis patikrinimas. Vilonas, kaip unikalios struktūros ir potencialių funkcijų dipeptidas, pamažu atėjo į žmonių akiratį.
3. Nuodugnus audinių atkūrimo ir regeneravimo mechanizmų tyrimas
Audinių atstatymas ir regeneracija yra svarbūs procesai, padedantys palaikyti normalias fiziologines organizmų funkcijas ir reaguoti į sužalojimus. Tačiau dabartiniame šio proceso supratime vis dar yra daug spragų, o kaip skatinti veiksmingesnį audinių atstatymą ir regeneraciją, atsidūrė tyrimų centre. Kamieninės ląstelės atlieka pagrindinį vaidmenį audinių atstatyme ir regeneracijoje, o jų aktyvavimo, proliferacijos ir diferenciacijos mechanizmų tyrimams buvo skiriama daug dėmesio.
Be to, tokie veiksniai kaip tarpląstelinės matricos sintezė ir skilimas bei tarpląstelinis signalizavimas taip pat turi didelę įtaką audinių atstatymui. Tirdami audinių atstatymo ir regeneracijos mechanizmus, mokslininkai nustatė, kad kai kurie peptidai gali reguliuoti šiuos pagrindinius procesus. Remiantis tuo, peptidų, galinčių reguliuoti audinių atstatymą ir regeneraciją, tyrimai buvo nuolat gilinami. Vilon tapo pagrindiniu šios srities tyrimo objektu dėl galimo poveikio kamieninių ląstelių aktyvacijai ir proliferacijai palaikyti bei fibroblastų aktyvumui reguliuoti.
Koks yra Vilon veikimo mechanizmas?
1. Poveikis chromosomoms ir genų ekspresijai
Heterochromatino išsivyniojimo skatinimas: Tyrimai parodė, kad Vilon gali sukelti viso heterochromatino išsivyniojimą (deheterochromatizaciją) vyresnio amžiaus žmonių kultivuojamuose limfocituose [1] . Tai reiškia, kad jis gali suaktyvinti ribosomų genų sintezės procesą, kurį sukelia branduolį organizuojančios srities deheterochromatizacija, ir išlaisvinti genus, kurie yra slopinami dėl euchromatino srities kondensacijos, kad susidarytų fakultatyvus heterochromatinas. Tuo pačiu metu Vilonas nesukelia konstitucinio heterochromatino išsivyniojimo aplink centromerą. Rezultatai rodo, kad su amžiumi Vilon palaipsniui suaktyvins fakultatyvinį heterochromatiną (deheterochromatizaciją) [1].
2. Vaidmenys gydant ligą
Visapusiškas vėžiu sergančių pacientų gydymas: gydant senyvus vėžiu sergančius pacientus, Vilon įtrauktas į gydymo planą kaip imunomoduliatorius. Preliminarūs tyrimų rezultatai rodo, kad Vilon taikymas gali pagerinti pacientų 2 metų išgyvenamumą, išvengti pooperacinių komplikacijų, tolimų komplikacijų, pasikartojimo, naviko plitimo, pagerinti gyvenimo kokybę po aktyvaus gydymo [2].
Priešnavikinis poveikis: Eksperimentai in vitro Vilon turi nuo dozės priklausomą slopinamąjį poveikį trijų tipų navikinių ląstelių, būtent žmogaus gaubtinės ir tiesiosios žarnos vėžio LOVO, žmogaus skrandžio vėžio MKN45 ir žmogaus kepenų vėžio QGY7703, augimui, tačiau neturi akivaizdaus slopinamojo poveikio normalioms žmogaus baltosioms kraujo ląstelėms [3] . In vivo auglio slopinimo eksperimentai rodo, kad Vilon slopina pelių kepenų vėžio H22 augimą, o efektyvi dozė yra 15mg・Kg-1. Kai vartojama didelė 30 mg・Kg-1 dozė, persodinto naviko kepenų vėžio H22 slopinimo greitis pelėms siekia daugiau nei 60 % [3].
Poveikis diabetu sergantiems pacientams: senyviems I tipo cukriniu diabetu sergantiems pacientams Vilon, kaip kompleksinio gydymo dalis, gali optimizuoti krešėjimo ir hemostazės funkciją, pasireiškiančią natūralių antikoaguliantų (antitrombino III ir baltymo C) kiekio padidėjimu ir fibrinolizės stimuliavimu [4] . Tuo pačiu metu daugeliu atvejų Vilon taip pat gali sumažinti insulino dozę, reikalingą angliavandenių apykaitai stabilizuoti. Be to, jis taip pat gali sumažinti T pagalbinių ląstelių, nuo T priklausomų ir nuo T nepriklausomų NK ląstelių kiekį, normalizuoti aktyvių T limfocitų, B limfocitų ir IgA kiekį, taip pat turi stabilizuojantį poveikį imuninei sistemai ir hemostazės funkcijai [4].
3. Poveikis ląstelių ir organų funkcijoms
Hepatocitų regeneracijos stimuliavimas: žiurkių kepenų cirozės, sukeltos apsinuodijimo anglies tetrachloridu, modelyje Vilon turi tam tikrą poveikį funkcinio hepatocitų aktyvumo atstatymui ir kepenų ciroze sergančių žiurkių kepenų regeneracijai. Praėjus dviem savaitėms po vaisto vartojimo, žiurkių, sergančių kepenų ciroze, kepenyse gliukozės-6-fosfatazės (G6P) aktyvumas sumažėja, o Vilon gali jį padidinti. Negydytose žiurkėse bendro glikogeno ir jo komponentų kiekis bei G6P aktyvumas vis dar yra iki cirozės lygio. Viso eksperimento metu glikogeno fosforilazės (GP) ir glikogeno sintazės (GS) aktyvumas abiejų grupių kepenų ciroze sergančių žiurkių kepenyse nesiskyrė nuo kontrolinių verčių. Vilon turi silpną stimuliuojantį poveikį žiurkių, sergančių kepenų ciroze, kepenų regeneracijai, pasireiškiančia tuo, kad antrosios grupės žiurkių bendras baltymų kiekis ir ploidiškumas hepatocituose yra atitinkamai 4,7% ir 11,5% didesnis nei pirmosios grupės [5]..
Poveikis spinduliuotei jautriems organams: Vilon stimuliuoja timocitų proliferacinį aktyvumą ir padidina žarnyno kamieninių ląstelių proliferacinį potencialą, taip skatinant pagrindinių organų atsistatymą po spinduliuotės. Pavyzdžiui, tyrimai su nepažeistomis žiurkėmis ir žiurkėmis, kurios buvo apšvitintos vienu viso kūno gama spinduliuote (6Gy), parodė, kad Vilon turi įtakos užkrūčio liaukos, blužnies ir dvylikapirštės žarnos funkcinei morfologijai [6]..
4. Vaidmenys molekuliniame lygmenyje
Galimas prisijungimo prie membranos mechanizmas: Molekulinės dinamikos trajektorijos tyrimai parodė, kad tiek Vilon (lizilglutamo rūgšties dipeptidas), tiek timopoetinas (Glu-Trp) savo struktūrose turi intramolekulinių druskų tiltelių, mažinančių jų konformacinį lankstumą. Dėl alifatinės Lys šoninės grandinės Vilon yra santykinai lankstesnis. Buvo pasiūlytas galimas dipeptido ligando-receptoriaus prisijungimo prie sužadinamos membranos mechanizmas, ty prisijungimas per azoto ir deguonies atomus, kurie sudaro druskos tiltelį [7].
Poveikis baltymų ekspresijai branduolių organizaciniame regione: Vilon stimuliuoja ir slopina AIDS baltymų ekspresiją serumo audinio ir epitelio ląstelių branduolių nukleolinius organizaciniuose regionuose, atitinkamai formuodamas arba sumažindamas ribosomų susidarymą, surinkimą ir transportavimą į citoplazmą, taip nustatydamas baltymų sintezės intensyvumą šiose ląstelėse. Be to, šis peptidas taip pat skatina timocitų transformaciją į proliferuojančias blastines ląsteles [8].
Kokios yra Vilon programos?
1. Anti-senėjimo
Vilon laikomas potencialiu senėjimą stabdančiu peptidu, kuris gali sulėtinti ląstelių senėjimą gerindamas virškinimo trakto veiklą, stiprindamas fermentų aktyvumą ir skatindamas maistinių medžiagų įsisavinimą. Be to, buvo nustatyta, kad Vilon gali pagerinti odos kolageno ekspresiją ir sumažinti odos senėjimo požymius. Tyrimais nustatyta, kad peptidas KE (Lys-Glu, Vilon) gali padidinti kolageno 1 ekspresijos plotą senstančių odos fibroblastų kultūroje 83 %; taip pat padidina sirtuino 6 ekspresijos plotą jaunų ir senų odos fibroblastų kultūroje atitinkamai 1,6 ir 2,6 karto [11].
2. Audinių taisymas ir regeneravimas
Vilon turi didelį audinių taisymo ir regeneracijos potencialą. Jis gali palaikyti kamieninių ląstelių aktyvavimą ir dauginimąsi, pagreitinti žaizdų gijimą ir audinių atstatymą. Tyrimai taip pat parodė, kad Vilon gali skatinti odos, žarnyno ir kitų audinių taisymą reguliuodamas fibroblastų aktyvumą. Tyrimai parodė, kad sintetinis dipeptidas Vilon buvo dedamas į skirtingo amžiaus žiurkių eksplantato auginimo terpę. Rezultatai parodė, kad Vilon gali sukelti audinių morfologinį stabilumą, suaktyvinti ląstelių regeneraciją ir funkcinį aktyvumą bei turėti stipresnį poveikį pagyvenusių žiurkių eksplantams, o tai rodo, kad Vilon turi potencialo audinių taisymui [9]..
3. Širdies ir kraujagyslių bei inkstų apsauga
Vilon taip pat teigiamai veikia širdies ir kraujagyslių bei inkstų sveikatą. Jis gali pagerinti širdies ir kraujagyslių funkciją keičiant genų ekspresijos modelį ir padidinti mikrovaskulinį pralaidumą sergant inkstų ligomis, skatinant kraujo krešėjimo optimizavimą.
4. Taikymas vėžio gydymui
Kompleksinis senyvo amžiaus vėžiu sergančių pacientų gydymas: Gydant vyresnio amžiaus vėžiu sergančius pacientus, Vilon įtrauktas į gydymo planą kaip imunomoduliatorius. Pavyzdžiui, kompleksiškai gydant vyresnio amžiaus pacientus, sergančius tiesiosios žarnos vėžiu ir storosios žarnos vėžiu, preliminarūs tyrimų rezultatai rodo, kad Vilon taikymas gali pagerinti pacientų 2 metų išgyvenamumą, išvengti pooperacinių komplikacijų, tolimų komplikacijų, pasikartojimo, naviko plitimo [2].
Pacientų stratifikacija dėl kelių vėžio formų: „Vilon“ pritaikytas informacijos sulietų tinklų sluoksnių algoritmas (ViLoN) yra naujas tinkle pagrįstas metodas, kurį galima naudoti norint integruoti kelis molekulinius žemėlapius. Kalbant apie pacientų stratifikaciją, šis metodas buvo patikrintas įvairiais duomenų tipų deriniais (genų ekspresija, metilinimas, kopijų skaičius) ir turi reikšmingą pagerinimo poveikį pacientų stratifikacijai ir visais atvejais turi nuoseklų konkurencingumą. Mažesnėse grupėse (tiesiosios žarnos adenokarcinoma: 90 atvejų, stemplės vėžys: 180 atvejų), norint pasiekti gerų rezultatų, labai svarbu įtraukti ankstesnes funkcines žinias (KEGG, GO) [10]..
5. Taikymas kepenų ligoms gydyti
Poveikis žiurkių, sergančių kepenų ciroze, kepenims: Tirtas dipeptidinio preparato 'Vilon' poveikis kepenų ciroze sergančių žiurkių funkcinio hepatocitų aktyvumo atstatymui ir kepenų regeneracijai. Žiurkėms, sergančioms kepenų ciroze, apsinuodijus anglies tetrachloridu 4 mėnesius, buvo duodama Vilon (1,7 mikrogramo/kg) ir švirkščiama kasdien 5 dienas. Rezultatai parodė, kad praėjus dviem savaitėms po vaisto vartojimo, vartojant Vilon, padidėjo gliukozės-6-fosfatazės (G6P) aktyvumas, kuris, sergant kepenų ciroze, sumažėjo 1,2 karto. Vilon turi silpną stimuliuojantį poveikį žiurkių, sergančių kepenų ciroze, kepenų regeneracijai, pasireiškiančia tuo, kad antrosios grupės žiurkių bendras baltymų kiekis ir ploidiškumas hepatocituose yra atitinkamai 4,7% ir 11,5% didesnis nei pirmosios grupės [5]..
6. Taikymas gydant diabetą
Poveikis vyresnio amžiaus pacientams, sergantiems cukriniu diabetu: Vilon, kaip užkrūčio liaukos mimetikas, yra naudojamas kaip pagalbinis vaistas kompleksiškai gydant senyvus I tipo diabetu sergančius pacientus. Rezultatai rodo, kad Vilon taikymas optimizuoja krešėjimo ir hemostazės funkciją, pasireiškiančią natūralių antikoaguliantų (antitrombino III ir baltymo C) kiekio padidėjimu ir fibrinolizės stimuliavimu. Daugeliu atvejų Vilon sumažina insulino dozę, reikalingą angliavandenių apykaitai stabilizuoti. Kartu Vilon taip pat sumažina T pagalbinių ląstelių, nuo T priklausomų ir nuo T nepriklausančių NK ląstelių kiekį, normalizuoja aktyvių T limfocitų, B limfocitų ir IgA kiekį, o tai rodo, kad Vilon turi stabilizuojantį poveikį imuninei sistemai ir hemostazės funkcijai [4].
7. Taikymas gydant radiacinius sužalojimus
Poveikis spinduliuotei jautriems organams: buvo tiriamas vilono ir epitalono poveikis nepažeistų žiurkių ir žiurkių, kurios buvo apšvitintos vienu viso kūno γ spinduliu 6Gy, funkcinei morfologijai užkrūčio, blužnies ir dvylikapirštės žarnos. Rezultatai rodo, kad vilonas stimuliuoja timocitų proliferacinį aktyvumą ir padidina žarnyno kamieninių ląstelių proliferacinį potencialą, taip skatinant pagrindinių organų atsigavimą po spinduliuotės [6]..
Apibendrinant galima pasakyti, kad Vilon, kaip specialus dipeptidas, gali pagerinti virškinimo trakto veiklą, atitolinti senėjimą, padėti atkurti ir regeneruoti audinius bei palaikyti širdies ir kraujagyslių bei inkstų sveikatą. Jis taip pat turi teigiamą poveikį gydant vėžį, kepenų ligas, medžiagų apykaitą, radiacinius sužalojimus.
Apie Autorius
Visą aukščiau paminėtą medžiagą ištyrė, redagavo ir sudarė „Cocer Peptides“.
Mokslinio žurnalo autorius Kańduła MM yra tyrėjas, priklausantis kelioms prestižinėms institucijoms, įskaitant Janssen Pharmaceuticals, BOKU universitetą, BOKU Vieną, Bostono universitetą ir Linco Johaneso Keplerio universitetą. Jo tyrimai apima daugybę sričių, atspindinčių jo tarpdisciplininę patirtį. Biochemijos ir molekulinės biologijos srityje jis prisidėjo prie ląstelių procesų ir molekulinės sąveikos supratimo.
Jo darbas ląstelių biologijoje yra susijęs su ląstelių struktūros ir funkcijų tyrimu, kuris yra labai svarbus kuriant naujas gydymo strategijas. Biotechnologijos ir taikomosios mikrobiologijos srityje Kańduła MM ištyrė naujoviškus metodus, kaip taikyti mikrobų sistemas sprendžiant praktines problemas. Jo moksliniai tyrimai Gyvosios gamtos mokslai ir biomedicina – kitos temos rodo jo įsitraukimą į pažangiausias metodikas ir technologijas, kurios peržengia tradicines mokslo ribas. Be to, jo darbas inžinerijos srityje parodo jo gebėjimą pritaikyti mokslinius principus praktiniam pritaikymui. Atlikdamas įvairiapusius tyrimus, Kańduła MM įnešė svarų indėlį į mokslo bendruomenę, paveikdamas tiek teorinę pažangą, tiek praktinį pritaikymą medicinoje ir biologijoje. Kańduła MM yra nurodyta citatos nuorodoje [10].
