USD 28.03.2024 92.5919 0.0174
USD ММВБ 13:06 92.3315  
EUR 28.03.2024 100.2704 -0.1417
EUR ММВБ 13:06 99.6942  
Нефть($) ..20 +
Нефть(p) ..20 0.00 +0.00

Что такое аутофагия и как она поможет в современной медицине

Нобелевскую премию в области медицины и физиологии получил японец Ёсинори Осуми. Ученый раскрыл механизм аутофагии - так называется процесс переработки ненужных частей клетки непосредственно внутри этой клетки. Дальнейшее изучение этого механизма вместе с развитием генной инженерии поможет создать новые лекарства от болезней, которые сегодня считаются неизлечимыми.

Краткий ликбез

 

Аутофагия - это естественный процесс «самоочистки» клетки, во время которого происходит утилизация и переработка ненужных ей частей.  Термин, давший название механизму, образован из двух греческих, слов, которые вместе переводятся как «самопоедание».

Природа предусмотрительно наделила клетки живых организмов удивительной и полезной способностью – избавляться от лишнего и вредного. Действуют они почти также, как мы, когда выносим мусор. «Упаковывают» ненужные вещества в специальные мешки – аутофагосомы, затем перемещают их в контейнеры – лизосомы (у грибов и растений – вакуоли), где отходы разрушаются и перевариваются. Продукты переработки идут на производство топлива для питания клетки, чтобы та могла быстро восполнить нехватку энергии. Из них создаются, например, новые строительные блоки, используемые для обновления клетки.

Благодаря механизму аутофагии клетка может отчищаться от попавшей в нее инфекции и от образовавшихся токсинов. Наиболее интенсивно аутофагия начинает работать, когда организм испытывает стресс, например, голодает. В этом случае клетка вырабатывает энергию за счет своих внутренних ресурсов - из всякого накопившегося мусора. И в том числе - из болезнетворных бактерий. В целом, благодаря аутофагии клетки избавляются от ненужных частей, а организм в целом - от ненужных клеток.

- Аутофагия – это не абстрактная молекулярная магия. Это способ клетки использовать по максимуму все ресурсы, которые есть у нее внутри, для обеспечения нормальной жизнедеятельности, - говорит руководитель отдела перспективных исследований биотехнологической компании BIOCAD Александр Карабельский. - Есть конкретные сигнальные пути, которые отвечают за этот процесс. Сам процесс напоминает самопереваривание отдельных компонентов внутри клетки. Это могут быть неправильно свернутые белки, которые могли бы нарушать внутриклеточные процессы и, например, провоцировать онкогенез. Это могут быть даже части митохондрии – внутриклеточной машины, которая обеспечивает клетку энергией и она же - генератор активных форм кислорода, которые зачастую называют драйверами старения.

История вопроса

 

То, что явление аутофагии вообще существует, известно давно. Ученые обнаружили его и начали исследовать еще в середине прошлого века, но в тонкостях механизма разобраться не могли. В 90-х годах это сделал будущий Нобелевский лауреат Ёсинори Осуми. Ученый не стал использовать клетки человека, а занялся исследованием дрожжей, которые являются замечательным модельным объектом для изучения. По сложности они похожи на клетки человека, но работать с ними гораздо легче с точки зрения генетики. Осуми вырастил искусственную дрожжевую культуру, в которой «отключил» у вакуолей функцию аутофагии и сымитировал так называемое голодание клетки, лишив ее источников энергии.

В ходе исследований ученый увидел, что вакуоли оказались переполнены аутофагосомами - специальными клеточными образованиями, которые содержали поврежденные белки или органические вещества. То есть клетка начала самоочищаться.

Проводя свои эксперименты, Осуми выявил еще и гены, которые отвечают за аутофагию. Всего их оказалось 15. А потом выяснилось, что у человека гены, ответственные за аутофагию, - такие же, как у дрожжей. Получается, ученый идентифицировал все те гены, которые отвечают за процесс аутофагии в организме человека.

За эти исследования биолог из Технологического университета Токио Ёсинори Осуми и получил Нобелевскую премию в области медицины и физиологии.

Исследования Осуми и других ученых в 1990–2000-х позволили сделать вывод, что механизм аутофагии является одним из важнейших физиологических процессов. «Самоочистка» клетки позволяет ей бороться с вирусами, опасными и вредными веществами. По мнению ученых, аутофагия предохраняет организм от преждевременной старости. Может быть, даже омолаживает за счет того, что создает новые клетки, выводит из организма дефектные белки и поврежденные внутриклеточные элементы, поддерживая его в исправном состоянии. В свою очередь недавние исследования показывают, что с нарушением процесса аутофагии связано возникновение рака, сахарного диабета 2-го типа и болезни Паркинсона. Мутация же осуществляющих аутофагию генов может приводить к наследственным заболеваниям.

От теории к практике

 

Открытия Осуми проложили дорогу к пониманию фундаментальной важности аутофагии для множества физиологических процессов. Дальнейшее изучение этого механизма может позволить создать новые лекарства от самых разнообразных болезней, с которыми пока не справляется современная медицина.

- Аутофагия – это очень интересный молекулярный механизм, позволяющий каждой клетке нашего тела справляться с нарушениями, которые приводят либо физиологическому старению клеток, либо в худшем сценарии – к неопластической трансформации – то есть к опухоли, - говорит Александр Карабельский. - Поэтому изучение этого процесса и попытка его контролировать – это, возможно, не только способ предотвратить онкологические заболевания, но и некий универсальный способ вообще затормозить процессы деградации разных тканей, приводящие к различным возрастным патологиям и состояниям, нервно-дегенеративным заболеваниям, сердечно-сосудистым заболеваниям, саркопении, ожирению, хроническому воспалению и так далее.

Действительно: если клетка умеет переваривать себя, то, например, если активировать такой процесс в раковых клетках, которые бессмертны, то можно таким образом пытаться бороться с раком. Однако вмешательство во внутренние дела организма  может быть опасным.

- Следует обязательно помнить, что попытка регуляции аутофагии несет риск прогрессирования раковых клеток, так как этот механизм позволяет клетке, в том числе перерожденной раковой – быть более стрессоустойчивой, - объясняет Александр Карабельский. - Поэтому к любым индукторам или ингибиторам следует относиться с осторожностью.

По его словам, в настоящее время на 1-2 фазе клинических исследованиях уже находятся несколько ингибиторов аутофагии, которые используются в комбинации с цитотоксическими агентами для лечения рака прямой кишки, множественной миеломы, рака легких, хронического лимфолейкоза и других заболеваний. В данной области ингибиторы более востребованы, так как они приводят к апоптозу (запрограммированной клеточной гибели) раковых клеток.

- Думаю, в ближайшие 5-10 лет мы придем к более полному понимаю этого процесса, что откроет нам либо новые эффективные методы терапии, либо позволит значительно улучшить качество жизни человека, - резюмирует эксперт.

Все новости рубрики

    следующая
    следующая
    Все новости
    ЗОЖ

    Лучшее в Петербурге

    В июле в Петербурге было зарегистрировано ДДУ в 2,6 раза меньше, чем в марте

    Автоэксперт поставил под сомнение экологичность электромобилей

    Как это сделано

    написать письмо

    Кофе из глины и сливки с мелом: как в царское время подделывали продукты

    Принято считать, что до изобретения консервантов и ароматизаторов вся еда была натуральная. Но фальсификация продуктов ещё в царской России была настоящей проблемой.

    Проверено на себе

    Шесть главных марафонов мира: как пробежать и кто добежал

    В мире бега бесконечное количество стартов: от нескольких метров до тысяч километров, от стадионов до горных вершин. Забеги объединяются, разъединяются, меняют названия, дистанции, логотипы и спонсоров, но самой популярной серией марафонов уже несколько лет остается World Marathon Majors – шесть главных забегов мира, которые объединились, чтобы объединять других.

    Гид по Петербургу

    Эклектика в Петербурге: средневековые башни, атланты, грифоны, пауки, всё сразу

    Яркий архитектурный стиль, который дал свободу зодчим и досыта накормил заказчиков всевозможными диковинными элементами при строительстве и перепланировке домов.

    Пресс-релизы