Polska badaczka chce zatrzymać obumieranie komórek

Polska badaczka chce zatrzymać obumieranie komórek

Dokładne zrozumienie mechanizmów doprowadzających do obumierania komórek, a także poznanie sposobów zatrzymania tego procesu jest kluczowe dla opracowania leczenia chorób nowotworowych czy schorzeń neurodegeneracyjnych. Ferroptoza –  jeden z  typów śmierci komórki, gdzie znaczącą rolę odgrywa żelazo, może być wykorzystywana w opracowaniu leczenia nowotworów. Jednak może także prowadzić do powstawania innych schorzeń. Wśród naukowców próbujących bliżej poznać ten typ śmierci komórki znajduje się polska badaczka – dr Karolina Mikulska-Rumińska, stypendystka 21. edycji programu L’Oréal-UNESCO Dla Kobiet i Nauki, która w swoim projekcie naukowym skupia się m.in. na zahamowaniu procesu ferroptozy.

Śmierć komórki nie zawsze musi być zła

Śmierć komórki może być procesem patologicznym, tak jak w przypadku stanów zapalnych, odmrożeń czy ran cukrzycowych. Jednak jest ona także naturalnie występującym zjawiskiem, zachodzącym codziennie w naszym organizmie. W przypadku dorosłego człowieka, każdego dnia obumiera nawet 100 mld z nich. Ten proces następuje w momencie osiągnięcia przez komórkę określonej liczby podziałów. Każda z nich jest w stanie podzielić się średnio 50 razy, co nazywamy limitem Hayflicka. Po tym czasie komórki wkraczają w proces obumierania, który może nastąpić na kilkanaście różnych sposobów. Jednak nie zawsze tak się dzieje. Jeżeli nie zaczną obumierać, a kontynuują dzielenie się, stając się nieśmiertelnymi, to może nastąpić rozwój choroby nowotworowej.

Czym jest ferroptoza?

Jednym z mechanizmów doprowadzających do śmierci komórki jest ferroptoza – proces silnie powiązany z żelazem, od którego pochodzi jego nazwa (łac. Ferrum – żelazo). Zjawisko ferroptozy jest niedawno odkrytym (2012 r.) typem śmierci komórki. Odgrywa ono istotną rolę w leczeniu nowotworów i może przyczyniać się do degradacji tkanki w urazie mózgu, chorobach nerek i astmie.

Śmierć komórki w wyniku ferroptozy następuje poprzez zahamowanie działania enzymu zwanego peroksydazą glutationową czwartą (GPX-4) za sprawą podwyższonego poziomu żelaza w komórce. Enzym ten odpowiedzialny jest za usuwanie wolnych rodników (tzw. rodników kwasów tłuszczowych), jednak podczas zjawiska ferroptozy jego aktywność spada. Lipooksygenazy – białka zawierające centrum katalityczne z jonem żelaza dodają do łańcucha uwolnionych z błony lipidów grupę OOH (L-OOH, gdzie L to lipid). Powoduje to ureaktywnienie się lipidu i niekontrolowaną reakcję kaskadową w momencie zetknięcia się ze “zwykłym” lipidem (L -> L-OOH). Jeśli nie ma białka GPX-4, które jako jedyne zamienia toksyczny rodnik kwasów tłuszczowych (czyli lipid z grupą OOH, L-OOH) w nietoksyczną formę (L-OH) to następuje proces ferroptozy. W wyniku zbyt dużej liczby toksycznych rodników kwasów tłuszczowych (L-OOH) następuje trwałe uszkodzenie błony, które nie pozwala funkcjonować komórce we właściwy sposób.

To zjawisko jest wykorzystywane przez naukowców poszukujących lekarstwa na raka, a wyniki wstępnych badań prowadzonych w tym zakresie pokazują, że leki wywołujące ferroptozę są w stanie zatrzymać procesy doprowadzające do powstawania komórek rakowych.

Jednocześnie trwają jednak badania nad sposobami zahamowania tego typu śmierci komórki, ponieważ może on mieć wpływ na występowanie innych jednostek chorobowych. Występowanie ferroptozy stwierdzono przy chorobach Parkinsona, Alzheimera i chorobach neurodegeneracyjnych, a ostatnio donosi się także o jej powiązaniu z COVID-19. W przypadku schorzeń neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Huntingotna, w komórkach nerwowych zauważa się zwiększony poziom żelaza, co pozwala przypuszczać, iż zjawisko ferroptozy może być powodem obumierania neuronów.

Dodaj komentarz