▎ Vilon Research
Kāds ir Vilona pētnieciskais fons?
1. Steidzami nepieciešami pētījumi par novecošanu un slimībām
Paātrinoties pasaules iedzīvotāju novecošanās procesam, virkne ar novecošanu saistītu problēmu, piemēram, šūnu novecošanās, audu funkciju samazināšanās un lielais geriatrisko slimību biežums, ir kļuvušas par neatliekamām medicīniskām problēmām, kas jāatrisina. Šūnu novecošanos pavada pakāpeniska spēja saglabāt homeostāzi un atjaunot bojātos audus, tāpēc ir īpaši svarīgi atrast vielas, kas var aizkavēt šūnu novecošanās procesu un uzlabot audu atjaunošanas funkciju.
Tajā pašā laikā tādas lielas slimības kā vēzis, diabēts, sirds un asinsvadu slimības un aknu slimības nopietni apdraud cilvēku veselību. Tradicionālajām ārstēšanas metodēm ir noteikti ierobežojumi šo slimību ārstēšanā, un ir steidzami jāizstrādā jaunas ārstēšanas metodes un zāles. Piemēram, gados vecākiem vēža pacientiem ir slikta staru terapijas un ķīmijterapijas panesamība, un ārstēšanas efekts nav apmierinošs. Steidzami jāatrod drošas un efektīvas adjuvantas ārstēšanas metodes. Tik sarežģītā situācijā zinātnieki ir pievērsuši uzmanību bioaktīvajiem peptīdiem, cerot atrast izrāviena punktu, un radās Vilona pētījumi.
2. Bioaktīvo peptīdu pētījumu enerģiska attīstība
Peptīdu vielas plaši eksistē dzīvos organismos un piedalās daudzos galvenajos fizioloģiskos procesos, piemēram, šūnu signalizācijā, imūnregulācijā un vielmaiņas regulēšanā. Pēdējos gados, strauji attīstoties tādām tehnoloģijām kā molekulārā bioloģija un bioķīmija, ir panākts ievērojams progress bioaktīvo peptīdu pētījumos.
Zinātnieki var precīzāk sintezēt, izolēt un identificēt dažādus peptīdus un padziļināti izpētīt to darbības mehānismus. Liels skaits pētījumu ir parādījuši, ka peptīdiem ar dažādu struktūru ir dažādas bioloģiskās aktivitātes, kas rada jaunas cerības veselības un slimību problēmu risināšanā. Šajā procesā pētnieki ir pētījuši lielu skaitu peptīdu, izmantojot tādas metodes kā augstas caurlaidības skrīnings un funkcionālā pārbaude. Vilons kā dipeptīds ar unikālu struktūru un potenciālām funkcijām pamazām ir nonācis cilvēku redzeslokā.
3. Audu atjaunošanas un reģenerācijas mehānismu padziļināta izpēte
Audu atjaunošana un reģenerācija ir svarīgi procesi normālu organismu fizioloģisko funkciju uzturēšanai un reaģēšanai uz traumām. Tomēr pašreizējā izpratnē par šo procesu joprojām ir daudz nepilnību, un tas, kā veicināt efektīvāku audu atjaunošanos un reģenerāciju, ir kļuvis par pētījumu uzmanības centrā. Cilmes šūnām ir galvenā loma audu atjaunošanā un reģenerācijā, un to aktivācijas, proliferācijas un diferenciācijas mehānismu pētījumiem ir pievērsta liela uzmanība.
Turklāt tādi faktori kā ekstracelulārās matricas sintēze un degradācija un starpšūnu signalizācija arī būtiski ietekmē audu atjaunošanos. Audu atjaunošanas un reģenerācijas mehānismu izpētes procesā pētnieki ir atklājuši, ka daži peptīdi var regulēt šos galvenos procesus. Pamatojoties uz to, pētījumi par peptīdiem ar potenciālu regulēt audu atjaunošanos un reģenerāciju ir nepārtraukti padziļināti. Vilon ir kļuvis par galveno pētniecības objektu šajā jomā, pateicoties tā potenciālajai ietekmei uz cilmes šūnu aktivācijas un proliferācijas atbalstīšanu un fibroblastu aktivitātes regulēšanu.
Kāds ir Vilon darbības mehānisms?
1. Ietekme uz hromosomām un gēnu ekspresiju
Heterohromatīna attīšanas veicināšana: pētījumi ir parādījuši, ka Vilon var izraisīt kopējā heterohromatīna attīšanu (deheterohromatizāciju) vecāka gadagājuma cilvēku kultivētajos limfocītos [1] . Tas nozīmē, ka tas var aktivizēt ribosomu gēnu sintēzes procesu, ko izraisa nukleolu organizējošā reģiona deheterohromatizācija, un atbrīvot gēnus, kas tiek inhibēti eihromatīna reģiona kondensācijas dēļ, veidojot fakultatīvu heterohromatīnu. Tajā pašā laikā Vilon neizraisa konstitutīvā heterohromatīna attīšanu ap centromēru. Rezultāti liecina, ka ar vecumu Vilon pakāpeniski aktivizēs fakultatīvo heterohromatīnu (deheterohromatizāciju) [1].
2. Lomas slimību ārstēšanā
Visaptveroša vēža pacientu ārstēšana: Vecāku vēža pacientu ārstēšanā Vilon ir iekļauts ārstēšanas plānā kā imūnmodulators. Sākotnējie pētījumu rezultāti liecina, ka Vilon lietošana var uzlabot pacientu 2 gadu dzīvildzi, novērst pēcoperācijas komplikācijas, attālas komplikācijas, recidīvu un audzēju izplatīšanos, kā arī uzlabot dzīves kvalitāti pēc aktīvās ārstēšanas [2].
Pretaudzēju iedarbība: In vitro eksperimentos Vilon ir no devas atkarīga inhibējoša iedarbība uz trīs veidu audzēja šūnu augšanu, proti, cilvēka kolorektālo vēzi LOVO, cilvēka kuņģa vēzi MKN45 un cilvēka aknu vēzi QGY7703, taču tam nav acīmredzamas inhibējošas ietekmes uz cilvēka normālām baltajām asins šūnām [3] . In vivo audzēju inhibēšanas eksperimenti liecina, ka Vilon inhibē peļu aknu vēža H22 augšanu, un efektīvā deva ir 15mg・Kg-1. Lietojot lielu devu 30mg・Kg-1, transplantēta audzēja aknu vēža H22 audzēja inhibīcijas līmenis pelēm sasniedz vairāk nekā 60% [3].
Ietekme uz diabēta pacientiem: Gados vecākiem I tipa cukura diabēta pacientiem Vilon kā daļa no visaptverošas ārstēšanas var optimizēt koagulācijas un hemostāzes funkciju, kas izpaužas kā dabisko antikoagulantu (antitrombīna III un proteīna C) satura palielināšanās un fibrinolīzes stimulēšana [4] . Tajā pašā laikā vairumā gadījumu Vilon var arī samazināt insulīna devu, kas nepieciešama ogļhidrātu metabolisma stabilizēšanai. Turklāt tas var arī samazināt T palīgšūnu, no T atkarīgo un no T neatkarīgo NK šūnu saturu, normalizēt aktīvo T limfocītu, B limfocītu un IgA līmeni, un tam ir stabilizējoša iedarbība uz imūnsistēmu un hemostāzes funkciju [4].
3. Ietekme uz šūnu un orgānu funkcijām
Hepatocītu reģenerācijas stimulēšana: Saindēšanās ar oglekļa tetrahlorīdu izraisītas aknu cirozes žurku modelī Vilon ir noteikta ietekme uz hepatocītu funkcionālās aktivitātes atjaunošanos un aknu atjaunošanos žurkām ar aknu cirozi. Divas nedēļas pēc zāļu lietošanas glikozes-6-fosfatāzes (G6P) aktivitāte žurkām ar aknu cirozi aknās samazinās, un Vilon var to palielināt. Neārstētām žurkām kopējā glikogēna un tā sastāvdaļu saturs un G6P aktivitāte joprojām ir pirmscirozes līmenī. Eksperimenta laikā glikogēna fosforilāzes (GP) un glikogēna sintāzes (GS) aktivitātes žurkām ar aknu cirozi aknās abās grupās neatšķīrās no kontroles vērtībām. Vilonam ir vāja stimulējoša iedarbība uz aknu reģenerāciju žurkām ar aknu cirozi, kas izpaužas kā kopējais olbaltumvielu saturs un ploiditātes līmenis hepatocītos otrās grupas žurkām ir attiecīgi par 4,7% un 11,5% augstāks nekā pirmās grupas žurkām [5].
Ietekme uz radiosensitīviem orgāniem: Vilon stimulē timocītu proliferatīvo aktivitāti un uzlabo zarnu cilmes šūnu proliferācijas potenciālu, tādējādi stimulējot galveno orgānu atjaunošanos pēc starojuma. Piemēram, pētījumos ar neskartām žurkām un žurkām, kuras saņēma vienu visa ķermeņa gamma staru apstarošanu (6Gy), ir konstatēts, ka Vilon ietekmē aizkrūts dziedzera, liesas un divpadsmitpirkstu zarnas funkcionālo morfoloģiju [6].
4. Lomas molekulārajā līmenī
Iespējamais saistīšanās mehānisms ar membrānu: Molekulārās dinamikas trajektorijas pētījumi ir parādījuši, ka gan Vilon (lizilglutamīnskābes dipeptīds), gan timopoetīns (Glu-Trp) savās struktūrās satur intramolekulāros sāls tiltus, kas samazina to konformācijas elastību. Lys alifātiskās sānu ķēdes dēļ Vilon ir salīdzinoši elastīgāks. Ir ierosināts iespējamais mehānisms dipeptīda ligandu-receptoru saistīšanai ar uzbudināmo membrānu, tas ir, saistīšanās caur slāpekļa un skābekļa atomiem, kas veido sāls tiltu [7].
Ietekme uz proteīnu ekspresiju nukleolārajā organizēšanas reģionā: Vilon stimulē un inhibē AIDS proteīnu ekspresiju seruma audu un epitēlija šūnu kodolu nukleolu organizējošajos reģionos, attiecīgi veidojot vai samazinot ribosomu veidošanos, montāžu un transportēšanu uz citoplazmu, tādējādi nosakot proteīnu sintēzes intensitāti šajās šūnās. Turklāt šis peptīds arī veicina timocītu transformāciju proliferējošās blastu šūnās [8].
Kādi ir Vilon pielietojumi?
1. Pretnovecošanās
Vilon tiek uzskatīts par potenciālu pretnovecošanās peptīdu, kas var aizkavēt šūnu novecošanos, uzlabojot kuņģa-zarnu trakta darbību, uzlabojot enzīmu aktivitāti un veicinot barības vielu uzsūkšanos. Turklāt ir konstatēts, ka Vilon spēj uzlabot ādas kolagēna ekspresiju un samazināt ādas novecošanās pazīmes. Pētījumos atklāts, ka peptīds KE (Lys-Glu, Vilon) var palielināt kolagēna 1 ekspresijas laukumu novecojošu ādas fibroblastu kultūrā par 83%; tas arī palielina sirtuīna 6 ekspresijas laukumu jaunu un vecu ādas fibroblastu kultūrā attiecīgi 1,6 un 2,6 reizes [11].
2. Audu remonts un reģenerācija
Vilon uzrāda ievērojamu potenciālu audu remontā un reģenerācijā. Tas var atbalstīt cilmes šūnu aktivāciju un proliferāciju, paātrināt brūču dzīšanu un audu atjaunošanos. Pētījumi arī atklāja, ka Vilon var veicināt ādas, zarnu un citu audu atjaunošanos, regulējot fibroblastu aktivitāti. Pētījumi ir parādījuši, ka sintētiskais dipeptīds Vilon tika pievienots dažādu vecumu žurkām eksplantācijas barotnei. Rezultāti parādīja, ka Vilon var izraisīt audu morfoloģisko stabilitāti, aktivizēt šūnu reģenerāciju un funkcionālo aktivitāti, kā arī spēcīgāk iedarboties uz vecāka gadagājuma žurku eksplantiem, kas liecina, ka Vilon ir potenciāls audu labošanā [9].
3. Sirds un asinsvadu un nieru aizsardzība
Vilon arī pozitīvi ietekmē sirds un asinsvadu un nieru veselību. Tas var uzlabot sirds un asinsvadu darbību, mainot gēnu ekspresijas modeli un uzlabot mikrovaskulāro caurlaidību nieru slimību gadījumā, veicinot asins koagulācijas optimizāciju.
4. Pielietojumi vēža ārstēšanā
Visaptveroša ārstēšana gados vecākiem vēža pacientiem: Gados vecāku vēža pacientu ārstēšanā Vilon ir iekļauts ārstēšanas plānā kā imūnmodulators. Piemēram, gados vecāku pacientu ar taisnās zarnas vēzi un resnās zarnas vēzi kompleksajā ārstēšanā provizoriskie pētījumu rezultāti liecina, ka Vilon lietošana var uzlabot pacientu 2 gadu dzīvildzi, novērst pēcoperācijas komplikācijas, attālas komplikācijas, recidīvu un audzēja izplatīšanos [2].
Pacientu stratifikācija vairākiem vēža veidiem: Vilon pieņemtais informācijas sapludināto tīklu slāņu algoritms (ViLoN) ir jauna uz tīklu balstīta metode, ko var izmantot, lai integrētu vairākas molekulārās kartes. Runājot par pacientu stratifikāciju, šī metode ir pārbaudīta dažādās datu tipu kombinācijās (gēnu ekspresija, metilēšana, kopiju skaits), un tai ir būtiska uzlabojoša ietekme uz pacientu stratifikāciju, un tai visos gadījumos ir nemainīga konkurētspēja. Mazākās grupās (taisnās zarnas adenokarcinoma: 90 gadījumi, barības vada vēzis: 180 gadījumi) labu rezultātu sasniegšanai ir ļoti svarīgi iekļaut iepriekšējās funkcionālās zināšanas (KEGG, GO) [10].
5. Pielietojums aknu slimību ārstēšanā
Ietekme uz aknām žurkām ar aknu cirozi: tika pētīta dipeptīdu preparāta 'Vilon' ietekme uz hepatocītu funkcionālās aktivitātes atjaunošanos un aknu atjaunošanos žurkām ar aknu cirozi. Žurkām ar aknu cirozi, ko izraisīja saindēšanās ar oglekļa tetrahlorīdu 4 mēnešus, tika ievadīts Vilon (1,7 mikrogrami/kg) un injicēts katru dienu 5 dienas. Rezultāti parādīja, ka divas nedēļas pēc zāļu lietošanas Vilon iedarbībā palielinājās glikozes-6-fosfatāzes (G6P) aktivitāte, kas aknu cirozes gadījumā tika samazināta 1,2 reizes. Vilonam ir vāja stimulējoša iedarbība uz aknu reģenerāciju žurkām ar aknu cirozi, kas izpaužas kā kopējais olbaltumvielu saturs un ploiditātes līmenis hepatocītos otrās grupas žurkām ir attiecīgi par 4,7% un 11,5% augstāks nekā pirmās grupas žurkām [5].
6. Pielietojums diabēta ārstēšanā
Ietekme uz gados vecākiem pacientiem ar cukura diabētu: Vilon kā aizkrūts dziedzera mimētiķis tiek izmantots kā palīglīdzeklis vecāka gadagājuma I tipa diabēta pacientu visaptverošā ārstēšanā. Rezultāti liecina, ka Vilon lietošana optimizē koagulācijas un hemostāzes funkciju, kas izpaužas kā dabisko antikoagulantu (antitrombīna III un proteīna C) satura palielināšanās un fibrinolīzes stimulēšana. Vairumā gadījumu Vilon samazina insulīna devu, kas nepieciešama, lai stabilizētu ogļhidrātu metabolismu. Vienlaikus Vilon samazina arī T palīgšūnu, no T atkarīgo un no T neatkarīgo NK šūnu saturu, kā arī normalizē aktīvo T limfocītu, B limfocītu un IgA līmeni, norādot, ka Vilon ir stabilizējoša iedarbība uz imūnsistēmu un hemostāzes funkciju [4].
7. Pielietojums radiācijas traumu ārstēšanā
Ietekme uz radiosensitīviem orgāniem: tika pētīta vilona un epitalona ietekme uz aizkrūts dziedzera, liesas un divpadsmitpirkstu zarnas funkcionālo morfoloģiju neskartām žurkām un žurkām, kuras saņēma vienu visa ķermeņa γ-staru apstarošanu ar 6Gy. Rezultāti liecina, ka vilons stimulē timocītu proliferatīvo aktivitāti un uzlabo zarnu cilmes šūnu proliferācijas potenciālu, tādējādi stimulējot galveno orgānu atjaunošanos pēc starojuma [6].
Noslēgumā jāsaka, ka Vilon kā īpašs dipeptīds var uzlabot kuņģa-zarnu trakta darbību, aizkavēt novecošanos, palīdzēt audu atjaunošanai un reģenerācijai, kā arī uzturēt sirds un asinsvadu un nieru veselību. Tam ir arī pozitīva ietekme vēža, aknu slimību, diabēta un radiācijas traumu ārstēšanā.
Par Autoru
Visus iepriekš minētos materiālus pēta, rediģē un apkopo Cocer Peptides.
Zinātniskā žurnāla autore Kanduła MM ir pētniece ar vairākām prestižām iestādēm, tostarp Janssen Pharmaceuticals, BOKU universitāti, BOKU Vīni, Bostonas universitāti un Johannes Keplera universitāti Lincas. Viņa pētījumi aptver plašu jomu klāstu, atspoguļojot viņa starpdisciplināro pieredzi. Bioķīmijā un molekulārajā bioloģijā viņš ir veicinājis izpratni par šūnu procesiem un molekulāro mijiedarbību.
Viņa darbs šūnu bioloģijā ir saistīts ar šūnu struktūras un funkciju izpēti, kas ir ļoti svarīga jaunu terapeitisko stratēģiju izstrādei. Biotehnoloģijā un lietišķajā mikrobioloģijā Kańduła MM ir izpētījis novatoriskas metodes mikrobu sistēmu pielietošanai praktisku problēmu risināšanai. Viņa pētījumi dzīvības zinātnēs un biomedicīnā — citas tēmas liecina par viņa iesaistīšanos progresīvāku metodoloģiju un tehnoloģiju izmantošanā, kas pārsniedz tradicionālās zinātnes robežas. Turklāt viņa darbs inženierzinātnēs parāda viņa spēju pielietot zinātniskos principus praktiskos lietojumos. Ar saviem daudzpusīgajiem pētījumiem Kańduła MM ir devis nozīmīgu ieguldījumu zinātnieku aprindās, ietekmējot gan teorētiskos sasniegumus, gan praktiskos pielietojumus medicīnā un bioloģijā. Kańduła MM ir norādīts atsaucē uz atsauci [10].
