Альтернативное лечение рака

теоретическое решение проблемы рака
Текущее время: 28-03, 21:36

Часовой пояс: UTC + 3 часа




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 15 ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Новая теория рака. Часть 2
СообщениеДобавлено: 07-01, 14:19 
Не в сети
новичок

Зарегистрирован: 28-12, 22:06
Сообщения: 30
Поток метаболитов через метаболические сети лучше всего характеризует отношения между клеточной биологией и биохимией. В то время как основные метаболические потоки в клетках остаются одинаковыми, метаболические потребности каждого типа клеток определяются их тканевой функцией и окружающей средой. Например, иммунные клетки остаются спокойными в течение длительных периодов, но затем быстро размножаются при стимуляции. Для этого клетки переходят из состояния низкого потребления питательных веществ, которое поддерживает базальные функции, в состояние повышенного потребления питательных веществ с активацией анаболических путей, которые способствуют быстрому росту и делению.

С другой стороны, дифференцированные сердечные миоциты не размножаются, но имеют высокую потребность в АТФ. В результате эти клетки сильно зависят от окислительного фосфорилирования для эффективного генерирования АТФ. Задачей гепатоцитов является контроль химического состава крови, и поэтому им необходима гибкость для выполнения энергоемких процессов, таких как синтез глюкозы, аминокислот и макромолекул, а также рециркуляция побочных продуктов метаболизма из других тканей в полезные метаболиты и выделение ненужного или токсичного материала в виде отходов. Каждая из этих физиологий тканей требует различных соотношений метаболитов и использует уникальные регуляторные схемы.

Организмы и клетки развили системы, чтобы модулировать метаболический поток в коротких и длинных временных масштабах. Гормоны и другие внеклеточные факторы передают сигналы между тканями для регуляции метаболической функции. На клеточном уровне гены, кодирующие изоформы ферментов и регуляторные факторы, позволяют тканеспецифические и контекстно-специфические реакции.
Так, пируваткиназа (ПК) представляет собой гликолитический фермент, который катализирует реакцию, генерирующую пируват и АТФ из фосфоенолпирувата (PEP) и AДФ. Четыре изоформы PK (L, R, M1 и M2) присутствуют у млекопитающих. Изотипы L и R кодируются геном PKLR . Экспрессия изотопов L и R является тканеспецифичной и регулируется различными промоторами. Изотип L экспрессируется в печени, почках и кишечнике, а изотип R экспрессируется в эритроцитах.
PKM1 и PKM2 кодируются геном PKM: M1 экспрессируется в большинстве взрослых дифференцированных тканей, таких как мозг и мышцы, тогда как M2 экспрессируется в эмбриональных клетках, взрослых стволовых клетках и раковых клетках.

Другим важным средством регуляции функции ферментов являются посттрансляционные модификации (PTM), которые обеспечивают механизм обратной связи для метаболитов, которые действуют как субстраты для реакций PTM. Наконец, малые молекулы могут влиять на метаболический поток за счет аллостерического воздействия на ферменты. Целью этих процессов является прохождение метаболитов через пути в пропорциях, необходимых для соответствия требованиям отдельных клеток.

АТФ, например, быстро метаболизируется, и в сердце пул АТФ может обновляться более 6 раз в минуту; при таких скоростях, если потребление остается постоянным, снижение производства АТФ на 10% приведет к снижению уровня АТФ в два раза менее чем за одну минуту. При этом образуется АДФ, который в свою очередь при необходимости с помощью фермента аденилатциклазы превращается в АТФ и АМФ. Это способствует высокому соотношению АТФ / АМФ и отражает заряд энергии клетки. AMP затем аллостерически регулирует ключевые метаболические ферменты, которые контролируют поток в гликолизе и окислительном фосфорилировании для увеличения продукции АТФ.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Новая теория рака. Часть 2
СообщениеДобавлено: 09-01, 11:39 
Не в сети
новичок

Зарегистрирован: 28-12, 22:06
Сообщения: 30
Вернемся к молекулярной биологии клетки. Как я уже упоминал, высокое соотношение АМФ / АТФ ( так правильнее) отражает заряд энергии клетки, вернее его дефицит, и АМФ самолично его повышает. На уровне передачи сигнала AMP-активируемая протеинкиназа (AMPK) является датчиком, который реагирует на изменения в соотношении ATP к AMP (и ADP) и координирует различные метаболические ответы с целью поддержки гомеостаза клеточной энергии. AMPK представляет собой гетеротримерный комплекс с каждой субъединицей, кодируемой более чем одним геном, а тканеспецифичная экспрессия различных изоформ обеспечивает генетически кодируемое средство опосредования гетерогенных регуляторных ответов.

AMPK отрицательно регулирует аэробный гликолиз (эффект Варбурга) в раковых клетках и подавляет рост опухоли. Инактивация AMPKα как в трансформированных, так и в нетрансформированных клетках способствует метаболическому переходу к аэробному гликолизу, увеличению выделения углерода глюкозы в липиды и накоплению биомассы, т.е. к анаболизму.

Многие из преобладающих мутаций, наблюдаемых при раке, также контролируют метаболизм опухолевых клеток, предполагая, что онкогенные и опухолевые супрессорные сети влияют на метаболизм как часть их способа действия. С метаболической точки зрения AMPK как энергетический сенсор способствует сохранению АТФ в условиях метаболического стресса, активируя пути катаболического метаболизма, такие как аутофагия и ингибирование анаболических процессов, включая биосинтез липидов, TORC1-зависимый биосинтез белка и пролиферацию клеток. Активность AMPK при раке таким образом связана со стрессоустойчивостью и выживаемостью в опухолевых клетках, предоставляя им гибкость для адаптации к характерному для них метаболическому стрессу .

AMPK обеспечивает как краткосрочный, так и долгосрочный контроль обратной связи для клеток, контролируя активность многочисленных белков посредством фосфорилирования. AMPK также регулирует у млекопитающих мишень рапамицинового комплекса-1 (mTORC1). Ингибирование mTORC1 имеет решающее значение для выживания клеток в условиях стресса, поскольку опосредованное рапамицином ингибирование может снижать процессы биосинтеза, которые потр***яют АТФ, и предотвращать биоэнергетическую катастрофу. Кроме того, активация аутофагии посредством фосфорилирования ULK1 может обеспечить дополнительное топливо для поддержки продукции АТФ в митохондриях.

Подавление активности AMPK устраняет ключевую метаболическую контрольную точку, которая обычно противодействует анаболическому прогрессированию клеточного метаболизма. Таким образом, AMPK может действовать в раковых клетках в качестве метаболического привратника, который функционирует для установления метаболических контрольных точек, которые ограничивают деление клеток, и его подавление может усиливать как онкогенез, так и прогрессирование опухоли.

Метаболический контроль на более длительных временных шкалах осуществляется AMPK посредством контроля экспрессии генов, например гена SREBP1. Этот белок регулирует гены, необходимые для метаболизма глюкозы и жирных кислот и производства липидов и его экспрессия регулируется на коротком плече с помощью инсулина. Инсулин - стимулированный SBREP-1c увеличивает гликолиз активацией фермента глюкокиназы и повышает липогенез (преобразование углеводов в жирные кислоты). Его активность регулируется уровнем стеролов в клетке.

Другой важной мишенью для AMPK является PGC1α, который является помощником факторов транскрипции как в ядре, так и в митохондриях ( здесь он помогает специальному фактору транскрипции — Tfam, который активирует только гены митохондриального генома). Сегодня PGC-1α рассматривается как одна из мишеней для лечения заболеваний, связанных с митохондриями. Например, небольшое увеличение экспрессии PGC-1α в мышцах приводит к ослаблению атрофии, облегчает течение мышечной дистрофии Дюшенна, болезни Паркинсона и Хантингтона.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Новая теория рака. Часть 2
СообщениеДобавлено: 13-01, 03:01 
Не в сети
новичок

Зарегистрирован: 28-12, 22:06
Сообщения: 30
Продолжим.

Таким образом, увеличение клеточного отношения AMP / ATP вызывает прогрессирующую активацию AMPK. ADP также может регулировать активацию AMPK путем защиты AMPK от дефосфорилирования.
Коснемся слегка интеграции АМФК в метаболическую сеть клетки для осознания сложности всего происходящего (беречь не буду).

Препарат для лечения диабета 2 типа метформин: механизм действия включает активацию AMPK в гепатоцитах. Метформин вызывает энергетический стресс путем ингибирования комплекса I дыхательной цепи в митохондриях. Это приводит к изменению отношения АТФ к АМФ и канонической активации АМФК и фосфорилированию ацетил-КоА-карбоксилазы (ACC) в качестве основного участника изменений в синтезе липидов, которые индуцируются метформином. Она, в свою очередь, модулирует чувствительность к инсулину и поглощение глюкозы в мышцах.

Существует 12 возможных комбинаций комплексов αβγ АМФК в зависимости от того, какие субъединицы составляют комплекс. Конкретные композиции субъединиц позволяют различным комплексам AMPK реагировать на различные типы стрессовых стимулов. Также разные субъединицы имеют разную субклеточную локализацию в клетках, например α2 может иметь ядерную локализацию. Но в целом AMPK локализуется в лизосомах благодаря взаимодействию с аксином, белком, который лучше всего характеризуется своей ролью в регуляции пути WNT. В этом контексте аксин также локализуется в лизосомах, где он взаимодействует с киназой печени B1 (LKB1; также известна как STK11, является опухолевым супрессором). LKB1 ответственна за большую часть активации AMPK при энергетическом стрессе.

Комплекс AMPK активируется путем фосфорилирования Thr172 в петле активации каталитической (α) субъединицы с помощью вышестоящей киназы. В ответ на энергетический стресс AMP стимулирует взаимодействие с аксином, что позволяет фосфорилировать Thr172 путем активации LKB1 и AMPK. Это позволит совместно регулировать mTOR, который играет противоположную роль по отношению к AMPK: он стимулирует анаболические пути в условиях высокой питательности. AMPK и mTOR являются компонентами древних консервативных путей, которые развивались как антагонистический механизм, похожий на инь-янь, контролирующий катаболизм и анаболизм.

Отметим, что глюкозное голодание активирует AMPK независимо от канонического AMP-зависимого аллостерического механизма. Скорее всего, связывание гликолитического фермента альдолазы с его субстратом фруктозо-1,6-бисфосфатом (FBP) регулирует образование комплекса AMPK-аксин и активность AMPK.

Учитывая роль пути AMPK-ACC в регуляции синтеза жирных кислот, активация AMPK также является привлекательным вариантом лечения для состояний, связанных с повышенной выработкой жирных кислот, таких как неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП).

mTOR является ключевой регуляторной киназой, которая играет роль в регуляции рибосомальной трансляции мРНК в белки и важна для роста и выживания клеток. Передача сигналов mTOR усиливается при многих раковых заболеваниях, и поиск эффективных ингибиторов mTOR является основной задачей многих фармацев -тических компаний.

mTOR активируется питательными веществами, факторами роста и другими стиму -лами и интегрирует сигналы от множества восходящих киназ, таких как пути киназы PI3K-Akt и Ras-Raf, и ингибиторов этих путей, таких как PTEN (гомолог фосфатазы и тензина, природный ингибитор PI3K-Akt), которые также ингибируют mTOR. АМФК является важным восходящим регулятором, и активация AMPK с помощью киназы печени B1 (LKB1) или сестрина 2 приводит к фосфорилированию комплекса туберозного склероза (TSC), который ингибирует mTOR.
Химиотерапия, нацеленная на mTOR, включает как прямые ингибиторы, такие как эверолимус и темсиролимус, так и ингибиторы киназ, расположенные выше по течению.

АФК-зависимая активация р53 приводит к индукции двух р53-регулируемых генов, а именно, сестрина 1 и сестрина 2, которые путем активации AMPKα ингибируют передачу сигналов mTOR . АФК (активные формы кислорода) могут сами опосредованно через глутатионовый косплекс активировать AMPKα. Эффекты различных индукторов АФК зависят от клеточного контекста; например, некоторые агенты, такие как куркумин, вызывают аутофагическую гибель клеток в раковых клетках толстой кишки, и предположительно АФК-зависимое ингибирование mTOR куркумином также способствует этому ответу.

Транскрипционные белки Sp1, Sp3 и Sp4 активно экспрессируются в раковых клетках и опухолях, а высокая экспрессия Sp1 в опухолях является негативным прогностическим показателем выживаемости пациентов с раком легких, поджелудочной железы, желудка, глиомы, простаты и молочной железы. Факторы транскрипции Sp играют важную роль в пролиферации, выживании и миграции / инвазии раковых клеток.
АФК-индуцирующие противораковые агенты индуцируют каскад событий, в которых АФК-зависимое эпигенетическое подавление c-Myc вызывает снижение экспрессии c-Myc-регулируемых микроРНК miR-27a и miR-20a / miR-17-5p, что приводит к индукции miR регулируемых транскрипционных репрессоров ZBTB10 / ZBTB34 и ZBTB4 соответственно. Репрессоры ZBTB связывают богатые аминокислотами GC сайты ДНК, чтобы вытеснить Sp1, Sp3 и Sp4. Эти сайты, кстати, особо чувствительно к эпигенетическому метилированию.
Индукторы АФК также могут быть эффективны для комбинированной терапии, поскольку многие Sp-регулируемые гены играют роль в лекарственной и радиационной устойчивости.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Новая теория рака. Часть 2
СообщениеДобавлено: 13-01, 03:07 
Не в сети
новичок

Зарегистрирован: 28-12, 22:06
Сообщения: 30
Три транскрипционных фактора, HIF-1, c-Myc и p53, являются ключевыми регуляторами и по-разному координируют регуляцию метаболизма клетки, в том числе раковой.

Большинство раковых клеток на ранней стадии канцерогенеза подвержены хронической гипоксии воспалительной природы. Клетки должны чувствовать и реагировать на изменения окружающей среды. Сигнальный ответ на низкий уровень кислорода опосредуется семейством EGLN альфа-кетоглутарат (αKG) -зависимых диоксигеназ. У млекопитающих и человека, αKG-зависимые диоксигеназы играют роль в биосинтезе (например , биосинтез коллагена и биосинтез L-карнитин), посттрансляционной модификации (например , гидроксилирование белка - см. выше), эпигенетике (например деметилирование гистонов и ДНК вследствие гидроксилирования с последующей активизацией генов), а также наряду с АМФК служат датчиками энергетического обмена.

Реакция диоксигеназ на гипоксию опосредуется HIF ( гипоксией индуцируемый фактор): (HIF-1 и HIF-2), являются гетеродимерными факторами транскрипции, которые ответственны за изменения экспрессии генов при гипоксии. Они состоят из конститутивно экспрессированной субъединицы HIF-1β и субъединиц HIF-1α или HIF-2α, которые быстро экспрессируются при воздействии гипоксии. Субъединица HIF-1α экспрессируется повсеместно, тогда как экспрессия субъединицы HIF-2α ограничивается клетками эндотелия, легких, почек и печени.
HIF-1α является фактором транскрипции, ответственным за активацию экспрессии генов, вовлеченных в клеточный ответ на гипоксию . Эти генные продукты могут включать белки, такие как гликолитические ферменты и ангиогенные факторы роста.

В нормоксических условиях субъединицы HIF-1α подвергаются кислород-зависимому гидроксилированию ферментом пролилгидроксилазой 2 ( PHD2 - это диоксигеназа, его ген EGLN ), что приводит к их распознаванию супрессором опухолей фон Гиппеля-Линдау (VHL), подключению убиквитинлигазы E3 и последующей деградации. Таким образом, период полураспада α-субъединицы HIF является коротким, когда уровни кислорода высоки, поскольку она нацелена на деградацию (см. выше). При гипоксии кислород становится ограничивающим фактором для гидроксилирования белка, и активный фактор транскрипции HIF накапливается.
Затем HIF-1α димеризуется с постоянно присутствующей субъединицей HIF-1β и накапливается в ядре. Впоследствии димер HIF-1 (т.е. активный комплекс HIF-1α и HIF-1β) связывается с элементом ответа на гипоксию генов-мишеней, что приводит к их транскрипционной активности.

PHD2 является основным регулятором уровней устойчивого состояния HIF-1α в клетке. Нокдаун PHD2 показал повышенные уровни HIF-1α при нормоксии и увеличение накопления ядерного HIF-1α и HIF-зависимой транскрипции.
Фермент имеет высокое сродство к железу (II) и 2-оксоглутарату (также известному как вездесущий α-кетоглутарат) и образует долгоживущий комплекс с этими факторами. Изменение их концентрации приводит к тому, что пролилгидроксилазы реагируют на соответствующее «гипоксическое окно» для определенного типа клеток или ткани. Считается, что PHD2 является наиболее важным датчиком кислородного статуса клетки.

Альфа-кетозависимые гидроксилазы являются негемовыми, содержащим железо ферментами , которые поглощают кислород. Они катализируют широкий спектр реакций оксигенации и функционально сопоставимы с ферментами цитохрома Р450, которые используют кислород и восстановительные эквиваленты для оксигенации субстратов одновременно с образованием воды.
Каталитическая активность многих αKG-зависимых диоксигеназ зависит от уровня АФК в клетке, так как АФК окисляет Fe+ и ограничивает активность генов EGLN и, соответственно PHD2, что повышает уровень HIFα и активирует HIF-зависимую транскрипцию. В этих случаях помогают восстанавливающие агенты (особенно аскорбат).


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Новая теория рака. Часть 2
СообщениеДобавлено: 21-01, 09:40 
Не в сети
новичок

Зарегистрирован: 28-12, 22:06
Сообщения: 30
Продолжим.

В ходе эволюции аэробные организмы разработали сложные системы для реагирования на изменения концентрации кислорода, поскольку кислород выступает в качестве конечного акцептора электронов в окислительном фосфорилировании для производства энергии. Электронный перенос дыхательной цепи в митохондриях не является полностью эффективным, и происходит утечка электронов, которая образует активные формы кислорода (АФК), такие как супероксидный анион и перекись водорода, путем прямого восстановления кислорода.
Хотя клетки оснащены антиоксидантными системами, неосвоенные АФК оказывают сильное окислительное действие на клеточные компоненты, такие как липиды, белки и нуклеотиды, которые могут угрожать выживанию клеток. Поэтому необходимо тщательно регулировать концентрацию кислорода, чтобы сбалансировать потребность и снабжение кислородом, благодаря чему клетки могут поддерживать выработку АТФ с меньшим образованием АФК.

Гипоксия (пониженные условия содержания кислорода) может быть вызвана не только снижением поступления кислорода из местной системы кровообращения (например, при раке, ишемической болезни сердца и эмбролии), но также и повышенным потреблением кислорода клетками, выполняющими определенные функции (например, при воспалении, пролиферации и гормональной секреции).

Индуцируемый гипоксией фактор (HIF) играет центральную роль в адаптивной регуляции энергетического метаболизма, инициируя переход от митохондриального окислительного фосфорилирования к анаэробному гликолизу в условиях гипоксии путем экспрессии переносчиков глюкозы (GLUT1 и GLUT3) и гликолитических ферментов, включая гексокиназу (HK1 и HK2) и фосфоглицераткиназу 1 (PGK1). Пируваткиназа M2 (PKM2) как альтернативная форма PK, экспрессируется преимущественно в эмбриональных и раковых клетках, она катализирует последнюю стадию необратимых реакций в гликолизе и индуцируется гипоксией HIF-1-зависимым образом.
HIF также является центральным фактором транскрипции, который обеспечивает адаптивный ответ на гипоксический стресс в нормальных и патологических состояниях путем активации большого количества генов, ответственных за доставку кислорода, ангиогенез, пролиферацию и дифференцировку клеток, и метаболизм.

Онкогены, такие как c-Myc и v-Src, способствуют метаболическому перепрограммированию, в частности, благодаря активации HIF-1, пусть и опосредованно (об этом позже). Кроме того, потеря генов-супрессоров опухолей, включая PTEN и VHL, вовлечена в развитие эффектов Варбурга посредством активации HIF-1 независимо от концентрации кислорода.
HIF также снижает потребление кислорода в митохондриях путем ингибирования превращения пирувата в ацетил-КоА с торможением ТСА цикла, что ведет к снижению выработки NADH и тем самым подавлению митохондриального биогенеза и активации аутофагии митохондрий, одновременно со снижением продукции АФК.

Недавно установлено, что в ответ на гипоксию HIF-1 индуцирует транскрипцию микроРНК miR-210, которая снижает экспрессию железо-серных каркасных белков ISCU1/2, необходимых компонентов для сборки железо-серного кластера. Поскольку железо-серный кластер является обязательным условием для активности аконитазы, субъединицы D сукцинатдегидрогеназы, комплекса I и субъединицы COX10, увеличение miR-210 ингибирует цикл TCA и окислительное фосфорилирование, что приводит к снижению потребления митохондриального кислорода при гипоксии.

Кроме того, метаболическое перепрограммирование в ответ на гипоксию посредством активации HIF не ограничивается регуляцией углеводного обмена; это происходит и в липидном обмене, поскольку окислительное расщепление жирных кислот потребляет большое количество кислорода. Отметим, что в регуляции β-окисления жирных кислот активен HIF-2, а не HIF-1, как обычно. Впрочем, HIF-1 защищает от развития алкогольной жирной печени путем ингибирования синтеза жирных кислот de novo.

При липидном обмене липогенез и окисление жирных кислот в печени происходят соответственно в перицентральной (менее оксигенированной) и перипортальной (хорошо оксигенированной) области ацинуса печени. Когда экспрессия HIFα форсируется либо инактивацией гена VHL, либо аденовирусным вектором, кодирующим ген HIFα, HIF-опосредованные метаболические изменения представляются важными для поддержания локального кислородного гомеостаза в печени путем ограничения либо потребления кислорода (окисление жирных кислот), либо утилизации АТФ (синтез жирных кислот de novo), что и наблюдается при гипоксии.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Новая теория рака. Часть 2
СообщениеДобавлено: 31-01, 23:42 
Не в сети
новичок

Зарегистрирован: 28-12, 22:06
Сообщения: 30
Вставка 5.

Еще в 1976 году Лю Б. Н. была высказана идея: в активно функционирующих предопухолевых и опухолевых клетках повышаются уровни свободного О2 и его парциального давления вследствие уменьшения потребления О2 отчасти дефектными в них митохондриями. «Гипоксия» при гипероксии является характерным состоянием активной истинно неопластической клетки. С повышенным в ней рО2 и избыточным перекисным окислением биологических молекул, прежде всего липидов, в конечном счете связываются дестабилизация всех мембранных структур, изменение активности многих ферментов и вынужденное зависимое от активных форм О2 перепрограммирование части генома.
Указанные представления легли в основу общей кислородно-перекисной концепции канцерогенеза. Исходя из тех же представлений впервые многие противоопухолевые агенты и факторы чётко подразделены на 2 категории – антиоксидантные, снижающие уровень окислительного стресса в опухолевых клетках, и прооксидантные, напротив, усиливающие его до летального уровня.

В дальнейшем кислородно-перекисная концепция была распространена на другие фундаментальные биологические процессы – окислительный митогенез, старение, возрастные патологии, апоптоз и окислительный цитолиз клеток. Под все эти феномены, как и под канцерогенез, подведено индуцирующее их начало в виде соответствующих «специализированных» дисбалансов Δ (ПО –АО) между прооксидантными (ПО) и антиоксидантными (АО) составляющми в клетке.

Отметим, что «зазор» между ПО- и АО-составляющими существует постоянно, травмируя прежде всего чувствительные к окислительным повреждениям митохондрии – основные О2-потребляющие органеллы в клетке. В результате значения рО2 и Δ (ПО –АО) в клетке постепенно повышаются, и возникающий окислительный стресс становится объективной первопричиной нормального клеточного старения, возрастных патологий, в том числе атеросклероза, сахарного диабета, болезни Альцгеймера и спонтанного канцерогенеза. При более сильном возрастании Δ (ПО –АО) реализуются апоптоз и некроз. Это не исключает того, что в некоторых случаях негативные внешние воздействия (радиация, химические агенты и др.), особенно избыточные, могут одновременно прямо влиять на геном и создавать впечатление о единственности такого пути повреждающего их действия.

В постулируемой достаточно условной градации дисбалансы связаны между собой неравенствами
∆i (ПО – АО) < ∆p (ПО – АО) < ∆k (ПО – АО) < ∆ц (ПО – АО)
где ∆i (ПО – АО) соответствует клетке в покое, ∆p (ПО – АО) - в состоянии митоза, ∆k (ПО – АО) - при канцерогенезе, ∆ц (ПО – АО) вызывает гибель клетки. Следует подчеркнуть, что каждый из рассмотренных дисбалансов представляет определённый диапазон изменений, а не одну какую-то величину. Кроме того, для каждой ткани и даже клетки все эти переменные параметры индивидуальны по величинам и диапазону своего проявления.

При дефиците О2 в клетках деградируют митохондрии в соответствии с принципом: нефункционирование живой структуры есть способ её саморазрушения. Вместе с тем сокращение общей «мощности» митохондрий в клетке можно рассматривать как адаптивную реакцию на гипоксию и аноксию. Если степень сокращения митохондриальной базы слишком велика и энергообеспеченность серьёзно нарушена, то такая клетка, скорее всего, погибнет. Это крайний случай. Для многих же клеток более вероятна ситуация, когда утрата части митохондрий ведёт к некоторому снижению потребления О2, причём даже при слабых поступлении и утилизации О2 в зависимости от их соотношения в клетке могут устанавливаться разные уровни рО2 и, следовательно, ∆ (ПО – АО), от низких и вплоть до ведущих к избыточной пероксидации. Значит, эта категория клеток, хотя и с замедленной скоростью, также будет проходить через все указанные выше состояния.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Новая теория рака. Часть 2
СообщениеДобавлено: 31-01, 23:47 
Не в сети
новичок

Зарегистрирован: 28-12, 22:06
Сообщения: 30
Продолжим.

В ответ на рост рО2 в земной атмосфере живая природа реализовала систему защитных механизмов, предохраняющих клетку от избыточного накопления в ней токсических продуктов ПОЛ (перекисного окисления липидов). Антиоксидантная система защиты, по общему мнению исследователей, является иерархической и осуществляется не менее чем на трёх уровнях.

Первая и основная ступень защиты – антикислородная. За счёт активности дыхательных ферментов и специальной группы соединений, депонирующих избыточный О2, данная ступень поддерживает внутри клеток довольно низкие значения рО2, порядка 1-5 мм рт. ст., достаточные, однако, для тканевого дыхания и энергообеспечения. Измеренное в цитозоле клеток (кардиомиоциты, гепатоциты и др.) значение рО2 составляет всего 0,4-4,0 мм рт. ст. Непосредственно же около митохондрий предположительно рО2 1 мм рт. ст., а в их матриксе – 0,01-0,1 мм рт. ст., т.е. на уровне критического рО2 для цитохромоксидазы как терминального фермента дыхательной цепи.

Антикислородная линия защиты не в состоянии, вероятно, полностью предотвратить возможные негативные последствия избыточного ПОЛ, поскольку необходимые для него свободные радикалы образуются в процессах нормального метаболизма. Поэтому существуют последующие более «тонкие» ступени защиты – антирадикальная и антиперекисная, надёжная работа которых зависит от исправного функционирования антикислородной линии защиты.

В клетках неоплазмы воспроизводится состояние фиктивной гипоксии, при которой даже избыток О2 не может быть эффективно использован для дыхания, а степень повышения рО2 в значительной мере определяется степенью инактивации дыхательных ферментов и деградации митохондрий. Таким образом, «гипоксия» при гипероксии является, по-видимому, характерным состоянием истинно опухолевой клетки.

Следует особо отметить, что в своей биохимической теории рака Варбург прошёл мимо указанных идей, особенно ключевой идеи о внутриклеточной гипероксии, детермини -руемой снижением интенсивности дыхания. По Варбургу возникновение опухолей связано с фактическим постоянным недостатком О2, вызванным теми или иными затруднениями в снабжении О2, развитием в этих условиях высокой гликолитической активности, которая компенсирует возникший дефицит энергии. Как я уже указывал, такое наблюдается далеко не всегда. Низкое рО2 внутри неоплазм может быть результатом их нерегулируемого роста, объёмного расположения и относительности бедности капиллярной сети, но не отражением какого-то характерного свойства самих опухолевых клеток вообще.

Установлено, что размножающиеся клетки в различных зонах опухоли располагались преимущественно около поддерживающей стромы. На периферии опухолей и вдоль нормально функционирующих в них кровеносных сосудов должен существовать определённый, непрерывно воспроизводимый слой гипероксических опухолевых клеток, величина рО2 в которых постоянно превышает таковую в гомологичных им нормальных клетках. Эта особенность клеток предопределяет, в частности, устойчивое распространение опухолевого процесса «вширь» за счёт незатухающей активности периферийного слоя. Чем больше объём опухоли, тем меньшую долю в нём будет занимать узкий активно растущий периферийный слой.

И, наконец, падение уровня ATФ при дегенерации митохондрий – необходимый регуляторный момент для начала и облегчения репликации ДНК, а повышение уровня ATФ в ядерном компартменте угнетает репликацию ДНК и клеточную пролиферацию.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Новая теория рака. Часть 2
СообщениеДобавлено: 31-01, 23:50 
Не в сети
новичок

Зарегистрирован: 28-12, 22:06
Сообщения: 30
Как я уже говорил, почти во всех клетках около 90 % потребляемого кислорода восстанавливается в цепи тканевого дыхания с участием цитохромоксидазы (окисление, сопряженное с фосфорилированием АТФ, выполняет энергетическую функцию). Остальной О2 в норме используется в основном в оксигеназном пути, моно - в микросомах и митохондриях, и диоксигеназном. В митохондриях происходит гидроксилирование (при участии НАДФН2, цитохромР450), при этом образуются окисленный продукт, вода и НАДФ.

Монооксигеназная система митохондрий выполняет также биосинтетическую функцию: синтез холестерола; стероидных гормонов (кора надпочечников, яичники, плацента, семенники); желчных кислот (печень); образование витамина D3 (почки).

Второй вид реакций монооксигеназного пути окисления объединяется под названием микросомальное окисление. Этот вид реакций происходит в микросомах, в основном в печени. В этом виде окисления участвует мультиферментная мембраносвязанная система, включающая НАДФН2, особые ФП(флавопротеины) и цитохромР450. Здесь в субстрат включается один атом кислорода. Второй атом О2 используется для образования воды. Одна молекула цитохрома может за секунду передать несколько тысяч молекул кислорода. По этой причине количество цитохрома в клетке ограничено.
Этот тип окисления является защитной реакцией организма, т.к. происходит окисление различных чужеродных веществ. При этом они переходят в безвредные или становятся более растворимыми в воде и легко выводятся из организма.

В процессе диоксигеназного окисления в молекулу субстрата включаются оба атома кислорода. Эти реакции протекают на поверхности гладкого эндоплазматического ретикулума(ЭПР) и таким образом окисляются циклические структуры типа бензола с разрывом цикла.

И наконец пероксидазный путь окисления является побочным путем окисления, обычно наблюдается при повреждении цитохромной системы или гипероксии клетки, а также когда субстрат не окисляется другим путем, например, мочевая кислота. Здесь окисление субстрата происходит путем дегидрирования. Два атома водорода переносятся на молекулу кислорода с образованием перекиси. Затем в норме в действие вступают пероксидазы, превращающие перекиси в воду.

При гипероксигенации клетки, прямой или непрямой, пероксидазы не справляются с потоком перекиси, что приводит к повышению уровня активных форм кислорода (АФК) в клетке. В норме в организме образуется около 2% АФК от всего кислорода, процесс образования идет спонтанно и подавить его трудно.

АФК образуются в результате последовательного присоединения электронов к молекуле кислорода. В ходе реакций образуются сначала супероксидный анион (или перекись), затем очень реакционноспособный гидроксильный радикал и другие кислородные радикалы. Они оказывают воздействие на различные структурные компоненты клеток: ДНК (повреждение азотистых оснований); белки (окисление аминокислотных остатков, образование ковалентных «сшивок»); липиды; мембранные структуры.

Отщепляя электроны от многих соединений, АФК превращают их в новые свободные радикалы, и инициируют тем самым цепные окислительные реакции. Если в реакцию с АФК вступают ненасыщенные жирные кислоты плазматических мембран, говорят о перекисном окислении липидов.

Продукты ПОЛ необходимы при синтезе некоторых гормонов и белков (например, в синтезе тироидных гормонов), образования простагландинов (ПРГ), для функционирования фагоцитов, для регуляции проницаемости и состава липидов мембран, скорости пролиферации клеток и их секреторной функции.
Увеличение скорости ПОЛ и концентрации продуктов ПОЛ приводит к повреждению мембраны и смерти клетки, так как АФК и продукты ПОЛ в большом количестве:
1) нарушают структуру мембранных фосфолипидов;
2) повреждают ДНК и РНК, вызывая мутации;
3) вызывают денатурацию белков;
4) увеличивают концентрацию внутриклеточного кальция, вызывая деполимеризацию актина и т.д.

Упомянутые мною раньше мутации протоонкогенов метаболического характера(геномная нестабильность) во многом связаны с действием АФК и продуктов ПОЛ.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Новая теория рака. Часть 2
СообщениеДобавлено: 31-01, 23:58 
Не в сети
новичок

Зарегистрирован: 28-12, 22:06
Сообщения: 30
Продолжим.

Недостаточное митохондриальное дыхание (потребление О2), ответственное за гипероксию в предопухолевых и неопластических клетках, должно приводить к повышению в этих клетках содержания различных АФК, так как увеличение концентрации О2 стимулирует внутриклеточную продукцию его активных форм митохондриями, микросомами, пероксисомами, ферментами цитозоля, а также в ходе неферментативных процессов окисления, прежде всего липидов. Подсчитано, что ДНК подвергается нападению свободных радикалов до 10000 раз в день.

Окислительный стресс – это состояние, вызванное избыточным образованием свободных радикалов в организме. Он наступает уже на ранних стадиях канцерогенеза.

Когда молекула теряет электрон (этот процесс называется окислением), она становится реакционно-способным свободным радикалом с электроном, у которого нет пары. Свободный радикал (СР) пытается украсть электрон у ближайшей молекулы, чтобы восстановить нарушенный баланс. Молекула антиоксиданта способна нейтрализовать СР, отдав ему один из своих электронов и не требуя ничего взамен. В отличие от СР она остается стабильной, перераспределяя собственные электроны.

В организме существует система защиты клеток от АФК (система тушения АФК) или антиоксидантная система (АОК). Важнейшей ее частью являются ферменты антиоксидантного действия. Они катализируют реакции, в результате которых токсичные свободные радикалы и перекиси превращаются в безвредные соединения. При этом сами ферменты выходят из реакции химически совершенно устойчивыми, т.е. не изменяясь.

Ферменты антиоксидантного действия - супероксиддисмутаза (СОД), каталаза и глутатионпероксидаза. СОД и каталаза образуют антиоксидантную пару. Супероксиддисмутаза катализирует реакцию взаимодействия двух супероксидных радикалов друг с другом, превращая их в менее токсичную перекись водорода (H2O2) и кислород:
O2- + O2- + 2H+ = > H2O2 + O2.
Поскольку перекись водорода H2O2, также является радикалом и оказывает повреждающее действие, в клетке происходит ее постоянная инактивация ферментом каталазой, которая катализирует расщепление перекиси водорода H2O2 до молекул воды и кислорода и может разложить 44 000 молекул H2O2 в секунду.

Глутатионпероксидаза обезвреживает липидные перекиси, обрывая тем самым цепное перекисное окисление липидов (для ее работы необходим селен) .

Помимо антиоксидантов - ферментов, существует ряд веществ иного происхождения, способных блокировать реакции свободно-радикального окисления и восстанавливающих окисленные соединения. Кроме того, для нормального синтеза антиокидантных ферментов, речь о которых шла выше, важно потреблять достаточное количество минералов и витаминов: марганец важен для синтеза супероксиддисмутазы в митохондриях, где продуцируется большая часть свободных радикалов, витамин С необходим для синтеза каталазы, а производство глутатиона невозможно без пиридоксина (витамин В6), селена и серы.

Весьма эффективные антиоксидантные кооперативы содержатся в растениях. Это растительные полифенолы или биофлавоноиды, которые сообща очень эффективно борются со свободными радикалами. Наиболее мощными антиоксидантными системами обладают растения, которые могут расти в суровых условиях, — облепиха, сосна, кедр, пихта и другие.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Новая теория рака. Часть 2
СообщениеДобавлено: 01-02, 00:49 
Не в сети
новичок

Зарегистрирован: 28-12, 22:06
Сообщения: 30
Сложная связь между раком и длительным воспалением была тщательно исследована со времен гипотезы Вирхова. В 1863 году Рудольф Вирхов высказал предположение, что «лимфо-ретикулярный инфильтрат» отражает происхождение рака в местах хронического воспаления. Полученные эпидемиологические и экспериментальные данные из многочисленных исследований подтвердили гипотезу Вирхова и показали, что воспалительные процессы регулируют течение рака.

При воспалении, когда организм оказывается не в состоянии ликвидировать источник “нарушения спокойствия”, говорят о хроническом течении процесса воспаления. Протяженное во времени хроническое воспаление, сопровождающееся устойчивым нарушением привычного клеточного метаболизма, может являться предпосылкой появления различных связанных с воспалением патологических состояний, в том числе опухолевых заболеваний.

Провоспалительным стимулом может быть инфицирующий агент, рана или на продвинутой стадии опухолевый очаг, точнее, секретируемые опухолевыми клетками и индуцирующие воспалительный ответ факторы роста, цитокины, хемокины, а также другие промоторы опухолевой прогрессии.

Отметим, что “молекулярное оружие”, используемое участвующими в воспалительном ответе клетками, является “обоюдоострым мечом”. В результате этого мигрирующие в очаг иммунные и стромальные клетки, призванные защитить организм от “внешнего врага” в ходе быстрого воспалительного ответа (острого воспаления) и неминуемо погибнуть в этой борьбе, приобретают способность к длительному интактному существованию. Вследствие чего происходит инициация хронического воспаления, а затем и возникающих на его основе опасных пролиферативных заболеваний, в том числе опухолевых.
Это происходит потому, что многие биологически активные молекулы, продуцируемые “стоящими на страже” клетками-защитниками, обладают одновременно как антивоспалительными (антимитогенными), так и провоспалительными (митогенными) свойствами. К числу таких молекул относятся, в частности, простагландин Е2 (PGЕ2), трансформирующий фактор роста b (TGFb), фактор некроза опухоли TNF, а также упомянутые выше реактивные свободные радикалы кислорода и азота.

Так, двойственность биологической активности TNFa обусловлена различными свойствами и функциональной активностью двух видов специфических TNF-рецепторов – TNFRI, вызывающий апоптоз, и TNFRII, способствующий пролиферации клеток. Главной эффекторной молекулой, опосредующей проканцерогенные (антиапоптотические) свойства TNFa, является ядерный фактор транскрипции NF-kB. Показано, что NF-kB и активированные им адгезионные молекулы (Е-селектин, фактор межклеточной адгезии, фактор адгезии сосудистых клеток) обеспечивают адгезию и миграцию лейкоцитов как при воспалении, так и в провоспалительном клеточном микроокружении в опухоли.

Подобная “пластичность” необходима для правильного и своевременного перехода с процессов уничтожения инфицирующего агента на процессы тканевой репарации и ремоделирования. По тем или иным причинам может происходить сбой в системе регуляции воспаления (“поломка” механизма перехода с провоспалительных на антивоспалительные сигнальные процессы и/или нарушение механизмов апоптоза и фагоцитоза воспалительных клеток in situ). В таких случаях очаг воспаления, постоянно пополняющийся новыми “клетками-защитниками”, становится хроническим.

Так макрофаги, попав в окружение опухоли, вместо того чтобы уничтожать раковые клетки или “посылать сигналы тревоги” компонентам адаптивного иммунитета (Т-лимфоцитам), проходят “переобучение” и начинают “выполнять указания” раковых клеток.

Превращение макрофагов в “предателей” начинается в ответ на “сигналы о помощи”, посылаемые опухолевыми клетками, например, сигнал о нехватке кислорода. TAM (tumor-associated macrophages) способствуют усиленному опухолевому росту, начиная с самых ранних стадий канцерогенеза, используя при этом сразу несколько регуляторных механизмов. Они:
1) подавляют противоопухолевый иммунный ответ, продуцируя IL-10 и простагландин Е2;
2) усиливают пролиферацию и миграцию опухолевых клеток, секретируя эпидермальный фактор роста (EGF) и другие лиганды семейства EGF-рецепторов;
3) стимулируют опухолевый неоангиогененез, инвазию и метастазирование, секретируя ангиогенные факторы (VEGF, эндотелин-2 и другие белки), матриксные металлопротеиназы (ММР-2, ММР-9) и урокиназу;
4) способны индуцировать образование TNFa и iNOS – важных связующих компонентов между воспалением и канцерогенезом (см. выше), а также несколько специфических провоспалительных факторов, усиливающих онкогенез.

Аналогичными свойствами обладают и другие “прошедшие переобучение” клетки, составляющие провоспалительное клеточное микроокружение, например, тучные клетки, нейтрофилы, а также CD4+-Т-лимфоциты, эозинофилы и миелоидные супрессорные клетки.

Становится все более очевидно, что привлеченные в опухолевый очаг фагоциты и другие воспалительные клетки играют важнейшую роль в стимуляции близлежащих сосудистых эндотелиальных клеток и индукции т.н. “воспалительного” ангиогенеза, что в итоге приводит к усилению канцерогенных процессов. Именно зависимый от воспаления ангиогенез является главной движущей силой опухолевой прогрессии и экспансии.

Прогрессирующую опухоль можно сравнить со своеобразной “незаживающей раной”. При этом обнаружена прокоагулянтная активность у опухолевых клеток и, в отличие от обычного процесса ранозаживления, при котором процесс свертывания крови завершает тканевую репарацию, в таком очаге опухолевые клетки обеспечивают непрерывное отложение в воспалительном экссудате фибринового матрикса, который затем замещается зрелой опухолевой стромой. При этом опухолевые клетки ползут по фибриновым волокнам к "свету", то есть к капиллярам, так как дефектным митохондриям нужно больше кислорода. При этом образуется больше свободных радикалов, что приводит к еще большему повреждению клеток, то есть к порочному кругу.

Заметим, что идеальный противоопухолевый таргетный антиангиогенный препарат (препарат направленного действия с максимально выраженной антиангиогенной активностью) должен эффективно блокировать не только ангиогенные молекулярные мишени, но и молекулы, опосредующие проведение воспалительных сигналов.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Новая теория рака. Часть 2
СообщениеДобавлено: 01-02, 00:53 
Не в сети
новичок

Зарегистрирован: 28-12, 22:06
Сообщения: 30
Вставка 6.

Злокачественные ткани состоят из раковых клеток, окруженных различными типами стромальных клеток и адипоцитов, каждый из которых вносит вклад в микроокружение опухоли. Установлено, что усиленный гликолиз происходит часто не в самих опухолевых клетках, а в окружающих стромальных клетках. Считается, что эта взаимосвязь возникает в результате окислительного стресса в строме, связанной с раком (CAS), обусловленного образованием опухолевыми клетками активных форм кислорода и потерей стромальными клетками кавеолина-1 (CAV1).

Кавеолин-1 (Cav-1), интегральный мембранный белок, экспрессируемый в двух изоформах (Cav-1α и Cav-1β), представляет собой основной компонент мембран кавеол in vivo. Он участвует в регуляции нескольких сигнальных путей и опосредует внутриклеточные процессы, особенно в качестве негативного регулятора в нескольких митогенных путях и в онкогенезе. Cav-1, по-видимому, функционирует в качестве белка-супрессора опухолей на ранних стадиях развития рака.
Исследования показали, что потеря экспрессии Cav-1 в строме опухоли является надежным биомаркером метастазирования и агрессивных фенотипов, который также связан с окислительным стрессом, старением и воспалением в микроокружении опухоли. Помимо нарушения функции митохондрий, потеря стромального Cav-1 также способствует фиброзу и ремоделированию внеклеточного матрикса, которые облегчают злокачественную трансформацию и дальнейшее развитие опухоли.

Клетки CAS при этом подвергаются метаболическому перепрограммированию, связанному с митофагией (избирательная деградация митохондрий ) и аутофагией клеток, и они генерируют высокие уровни богатых энергией метаболитов (включая лактат и кетоны) посредством гликолиза, которые затем переносятся в раковые клетки в качестве субстрата для окислительного фосфорилирования и синтетических процессов. Так возникает своего рода "обратный эффект Варбурга", причем чем более злокачественна опухоль, тем более он выражен.

В совместной культуре клеток рака молочной железы перенос лактата в эпителиальные клетки опухоли зависит от транспортеров семейства монокарбоксилатных транспортеров (MCT), причем MCT4 важен для оттока лактата из стромальных клеток, а MCT1 для поглощения лактата в эпителиальных клетках опухоли.
Потеря кавеолина 1 (Cav-1) и активация монокарбоксилатного транспортера 4 (MCT4) в стромальных клетках здесь являются новыми маркерами эффекта Варбурга и метаболической синергии между клетками стромы и карциномы. MCT4 и Cav-1 также являются прогностическими биомаркерами рака молочной железы.

Описана также аналогичная метаболическая система из двух частей при аденокарциноме протоков поджелудочной железы, при которой связанные со стромой панкреатические звездчатые клетки стимулируются путем контакта с клетками рака поджелудочной железы, чтобы подвергаться аутофагии и выделять в основном аланин, который питает цикл трикарбоновых кислот (TCA) и биосинтез в самих раковых клетках.

Сигнальный белок STAT3 ускоряет рост опухоли и предсказывает плохой прогноз при раке человека. Интересно, что пул STAT3 локализуется в митохондриях и поддерживает высокий уровень митохондриального дыхания, а также усиливает трансформацию онкогенными мембранносвязанными белками Ras. Отметим, что ошибки в регуляции Ras могут привести к росту опухоли и метастазированию. Действительно, в 20—25% опухолей человека обнаружены мутации в гене Ras, повышающие его активность, а в некоторых типах опухолей эта цифра доходит до 90%.
Аналогичным образом, митохондриальный транскрипционный фактор A (TFAM), который необходим для репликации митохондриальной ДНК и окислительного фосфорилирования, также необходим для K-Ras-индуцированного онкогенеза легких.

Правда, хорошо документировано, что в результате внутриопухолевой гипоксии во многих опухолевых клетках активируется путь индуцируемого гипоксией фактора (HIF) 1α, что приводит к прямой активации лактатдегидрогеназы (ЛДГ) и увеличению потребления глюкозы. Однако в опухолях во многом благодаря обратному эффекту Варбурга окислительные пути по прежнему играют важную роль в выработке энергии и могут быть источником примерно от 50 до 80% вырабатываемого АТФ.
Вообще, метаболическая связь происходит в агрессивных опухолях между клетками эпителиального рака и стромальным компартментом, а также между хорошо оксигенированными и гипоксическими компартментами самой опухоли.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Новая теория рака. Часть 2
СообщениеДобавлено: 01-02, 17:02 
Не в сети
участник

Зарегистрирован: 25-02, 18:56
Сообщения: 78
Уважаемый Albert52, если я не ошибаюсь, А. Эйнштейну принадлежит выражение: "Всякая теория есть свободное творение человеческого разума", то есть та либо другая попытка рационально объяснить что - то непонятное, и любая попытка правомерна, в том числе и Ваша. Кто из умных сказал: "Правильна та теория, которая проще", - это дружеский намёк, "упрощайте". Ну а серьёзный вопрос, где выход на практическое применение данной гипотезы, что делать с раком сейчас, или хотя бы завтра??
С уважением, Николай.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Новая теория рака. Часть 2
СообщениеДобавлено: 01-02, 21:26 
Не в сети
новичок

Зарегистрирован: 28-12, 22:06
Сообщения: 30
Николай, завтра и поговорим.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Новая теория рака. Часть 2
СообщениеДобавлено: 03-02, 01:50 
Не в сети
новичок

Зарегистрирован: 28-12, 22:06
Сообщения: 30
Продолжим.

Как я уже упоминал, отщепляя электроны от многих соединений, АФК превращают их в новые свободные радикалы, и инициируют тем самым цепные окислительные реакции. Так возникает второй раунд окислительных реакций в клетке, при этом образующиеся в большом количестве свободные раликалы и, шире, разнообразные электрофильные вещества, способны также атаковать нуклеиновые кислоты и белки, обладающие центрами высокой электронной плотности.

В защите клеток от окислительного и ксенобиотического повреждения центральную роль играет связка белков Keap1 - Nrf2. Фактор транскрипции Nrf2 (связанный с NF-E2 фактор 2) является мощным активатором транскрипции и играет центральную роль в индуцируемой экспрессии многих цитопротективных генов (более 100). Целевые гены Nrf2 участвуют в синтезе глутатиона, элиминации активных форм кислорода (АФК), метаболизме ксенобиотиков, например, путем индукции ферментов глюкуронидации, которые связывают ксенобиотики для экскреции. NRF2 также может влиять на действие лекарств посредством индукции семейства генов, связанных с множественной лекарственной устойчивостью, например, к цисплатину, карбоплатину, 5-фторурацилу и т.д.

Keap1 (Kelch-подобный ECH-ассоциированный белок 1) важен для регуляции активности Nrf2. Он является датчиком содержания электрофильных веществ. При этом интактный гомодимер Keap1 образует структуру вишневого боба, в которой одна молекула Nrf2 связывается с двумя молекулами Keap1, используя два сайта связывания в домене Neh2 Nrf2. Это двухсайтовое связывание является критическим для убиквитинирования Nrf2 (напоминает регуляцию HIF-1).

При нормальных условиях Nrf2 постоянно разлагается через путь убиквитин-протеасома зависимым от Keap1 способом. Так, в спокойном состоянии Nrf2 постоянно разлагается с периодом полураспада <20 мин. Этот быстрый оборот поддерживает клеточный Nrf2 на низком уровне. При воздействии стресса Keap1 инактивируется путем прямой модификации остатков тиола цистеина, а затем Nrf2 стабилизируется, транслоцируется в ядро ​​и активирует транскрипцию различных генов детоксикации и антиоксидантных ферментов. В присутствии электрофилов или АФК деградация Nrf2 прекращается, стабилизированный Nrf2 накапливается в ядрах, гетеродимеризуется с небольшими белками Maf и активирует гены-мишени для цитопротекции через элементы антиоксидантного ответа (ARE) / (EpRE). Таким образом, уровень белка Nrf2 регулируется процессами деградации, а индуцибельная стабилизация Nrf2 является сущностью клеточного ответа на окислительные и электрофильные стрессы.

Различные стрессоры могут по-разному реагировать с различными остатками цистеина в KEAP1, что позволяет предположить, что конкретные остатки цистеина, индивидуально или в комбинации, вносят уникальный вклад в общую активность KEAP1. Эта точная настройка, называемая «цистеиновым кодом», указывает на то, что модуль NRF2 – KEAP1 не является простым переключателем «включено» или «выключено», но вместо этого может по-разному реагировать на различные схемы образования аддукта различными стрессорами.

Отметим, что модуль NRF2 – KEAP1 является частью целой сети белков (тиоловый протеом), чья активность регулируется путем модификации остатков цистеина в ответ на окислительно-восстановительное состояние клеток. Реакционная способность этих остатков цистеина может модулироваться не только окислительно-восстановительными реакциями, но также NO или гуанином. Классическими примерами таких белков являются множественные протеинтирозинфосфатазы, которые содержат активные остатки цистеина в своих активных центрах и влияют на многие аспекты жизни клеток.

Регуляция уровней Nrf2 с помощью Keap1 отменяется при некоторых раковых заболеваниях человека вследствие мутаций в генах NRF2 и KEAP1 . Эти мутации достаточны для того, чтобы привести к конститутивной активации NRF2 путем нарушения взаимодействия NRF2-KEAP1. Так, мутации в NRF2 обнаруживаются в основном в плоскоклеточных карциномах пищевода, кожи, легких и гортани. Мутантные белки обычно сохраняют свою транскрипционную активность, но теряют способность связываться с KEAP1.

Мутации в KEAP1 человека были обнаружены в карциномах легких, желчном пузыре, яичник, грудь, печень и желудок; эти мутации приводят к конститутивной активности NRF2. Кроме того, мутации KEAP1 могут иметь онкогенные роли помимо активации NRF2, такие как дисфункциональное связывание KEAP1 с другими белками, которые регулируют пролиферацию и апоптоз. Например, KEAP1 дикого типа связывается с ингибитором киназы NF-κB (IKK), что усиливает протеасомную деградацию IKK и приводит к активации NF-κB, являющегося онкогеном (см. выше). Это ингибирование про-онкогенной транскрипционной активности NF-κB теряется, когда KEAP1 мутирует.

Хотя частоты мутаций NRF2 и KEAP1 в опухолях часто бывают низкими, были обнаружены другие способствующие механизмы - такие как эпигенетическое гиперметилирование промоторов KEAP1 или NRF2, и нарушения уровней экспрессии KEAP1 и NRF2 часто наблюдаются при раке. Также такие распространенные онкогены, как KRAS , BRAF и MYC усиливают транскрипцию и активность NRF2, что приводит к увеличению цитопротекторной активности в клетке и, что особенно важно, к снижению уровня АФК.

Таким образом, если такие лекарства как сульфорафан и куркумин, активирующие Nrf2, используются для профилактики рака, то повышенная экспрессия генов-мишеней Nrf2 дает преимущества в отношении устойчивости к стрессу и пролиферации для уже раковых клетках. Открытие и разработка селективных ингибиторов Nrf2 должны внести сурьезный вклад в улучшение терапии рака.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Новая теория рака. Часть 2
СообщениеДобавлено: 04-02, 04:00 
Не в сети
новичок

Зарегистрирован: 28-12, 22:06
Сообщения: 30
Полностью злокачественные клетки, которые характеризуются своей автономией, очень отличаются от диспластических (но еще не полностью неопластических) клеток в предраковых опухолях. Предраковые клетки находятся под гораздо большим контролем воспалительных клеток и других стромальных клеток в их микроокружении, и, кроме того, они еще не достигли уровня повреждения ДНК, который делает их автономными. Следовательно, усиление активности NRF2, которое уменьшит как воспалительный, так и дополнительный окислительный или мутагенный стресс, оказывается полезным во время предраковых состояний и, следовательно, для подавления канцерогенеза.
Таким образом, биологический контекст времени важен: активность NRF2 желательна (для организма-хозяина) на ранних стадиях онкогенеза, когда хозяин стремится контролировать предраковый канцерогенез, но нежелательна на более поздних стадиях онкогенеза. Канцерогенез является континуумом, и может быть много разных предраковых генотипов и фенотипов в каждом восприимчивом органе.

Аналогичная ситуация существует с трансформирующим фактором роста-β (TGFβ), который может подавлять ранние стадии канцерогенеза, но усиливать рост опухоли и метастазирование на более поздних стадиях или участвовать в разное время в инициировании или прекращении воспалительного процесса.

Фумарат образует аддукты с KEAP1 и, таким образом, является активатором NRF2. В цикле Кребса внутриклеточный фумарат быстро метаболизируется в малат с помощью фермента фумаратгидратазы (FH). Гомозиготные мутации FH являются известной причиной папиллярной карциномы почек у людей. Потеря активности фермента FH вызывает накопление высоких уровней фумарата в почке, который затем образует аддукты сукцината с KEAP1 путем тиоалкилирования. Это приводит к увеличению активности NRF2, которая предположительно является причиной рака почки. «Доза делает яд», аксиома, приписываемая Парацельсу, подходит для этого активатора NRF2.

Вообще, классическая -α, β-ненасыщенная кетоновая (еноновая) структура молекулы фумарата является парадигматической для многих лекарств, которые активируют NRF2.

Nrf2 перенаправляет глюкозу и глютамин в анаболические пути, особенно при устойчивой активации передачи сигналов PI3K-Akt. Недавно было показано, что GSK-3 (гликогенсинтазакиназа 3) способствует Keap1-независимой деградации Nrf2. Так как Akt фосфорилирует GSK-3 и тормозит его активность, активная передача сигналов PI3K-Akt должна стабилизировать Nrf2 посредством подавления GSK-3.

Nrf2 в свою очередь активирует Akt, а активный путь PI3K-Akt увеличивает ядерное накопление Nrf2 и позволяет Nrf2 стимулировать метаболические активности, которые поддерживают пролиферацию клеток в дополнение к усилению цитопротекции, например, способствовать синтезу пуриновых нуклеотидов и метаболизму глютамина.

Генетическая инактивация PTEN, приводящая к конститутивной активации передачи сигналов PI3K-Akt, была обнаружена во многих раковых опухолях человека. Многие онкогенные сигналы также активируют сигнальный путь PI3K-Akt. Это демонстрирует петлю положительной обратной связи между путями Pten-PI3K-Akt и Keap1-Nrf2, которая, по-видимому, является одним из наиболее существенных механизмов, способствующих злокачественной эволюции рака. Эффективная отмена обратной связи будет эффективной стратегией противораковой терапии.

Было показано, что несколько микроРНК (miRNAs) участвуют в регуляции NRF2 , включая miR-144, miR-28 и miR-200a. miRNAs - это короткие одноцепочечные некодирующие РНК, которые регулируют экспрессию генов путем специфического связывания последовательности с мРНК, либо ингибируя трансляцию, либо вызывая деградацию мРНК. Так, miR-144 была первой микроРНК, которая была полностью охарактеризована как негативный регулятор экспрессии Nrf2. miR-200a в свою очередь отрицательно регулирует стабильность мРНК KEAP1 и уровень белка Keap1, что свидетельствует о том, что miR-200a косвенно усиливает Nrf2.

Белок p62/SQSTM1 - это каркасный белок, который может связываться с различными убиквитин-мечеными мишенями и направлять их на пути протеасомной или лизосомальной деградации в зависимости от их посттрансляционных модификаций. Он напрямую взаимодействует с доменом Kelch Keap1 через его мотив STGE, нарушая тем самым фиксацию комплекса Keap1-Nrf2. Такое аберрантное накопление Nrf2 путем дерегуляции его аутофагии является p62-зависимым и Keap1-Cys - независимым, то есть неканоническим механизмом активации Nrf2. При этом возникает петля положительной обратной связи, обусловленная Nrf2-опосредованной активацией экспрессии гена p62. Кстати, после неканонической p62-опосредованной активации Nrf2 NQO1, транскрипционная мишень Nrf2, стабилизирует опухолевый супрессор p53.

Отметим еще, что p62/SQSTM1 входит в состав ДНК-вакцин, проходящих сейчас клиническую апробацию.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 15 ] 

Часовой пояс: UTC + 3 часа


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 0


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения

Найти:
Перейти:  
cron
Powered by Forumenko © 2006–2014
Русская поддержка phpBB