VĚDCI OBJEVUJí VE STARé DROZE POTENCIáL PROTI STáRNUTí

Probíhají klinické studie, které testují, zda rapamycin, lék, který po celá desetiletí sloužil jako potlačovač imunity, může také léčit rakovinu a neurodegeneraci. Vědci se také zajímají o prozkoumání jeho vlastností proti stárnutí.

Vědci možná našli anti-stárnutí a neuroprotektivní výhody u stávajícího imunosupresivního léku.

Rapamycin dostal své jméno od Rapa Nui, rodného výrazu pro Velikonoční ostrov. V 60. letech se vědci vydali na ostrov hledat nové antimikrobiální látky. Zjistili, že v půdě ostrova se nacházejí bakterie, které obsahují „sloučeninu s pozoruhodnými antifungálními, imunosupresivními a protinádorovými vlastnostmi“.

Po mnoho let se vědci domnívali, že rapamycin uplatňuje většinu svého účinku blokováním vhodně pojmenovaného mechanistického cíle rapamycinu (mTOR). Měli však také podezření, že lék může fungovat nejen přes tuto buněčnou signální cestu.

Nyní, odhalením cíle druhé buňky pro rapamycin, nabízí nedávná studie cenné poznatky o potenciálu léku jako neuroprotektivního činidla proti stárnutí.

Druhým cílem je protein zvaný přechodný receptorový potenciální mukolipin 1 (TRPML1). Cílení na TRPML1 zřejmě podnítí proces recyklace, který zastaví ucpávání buněk odpadním materiálem a vadnými proteiny.

Akumulace vadných proteinů v buňkách je charakteristická pro stárnutí. Je také charakteristickým znakem Alzheimerovy, Parkinsonovy choroby a dalších neurodegenerativních onemocnění.

Tato studie je dílem výzkumných pracovníků z University of Michigan v Ann Arbor a Zhejiang University of Technology v Číně. O svých zjištěních referují v nedávné době PLOS Biology papír.

Hlavním řešitelem studie je Haoxing Xu, který dohlíží na laboratoř na katedře molekulární, buněčné a vývojové biologie na University of Michigan.

„Identifikace nového cíle rapamycinu nabízí pohled na vývoj nové generace rapamycinu, který bude mít konkrétnější účinek na neurodegenerativní onemocnění,“ říká spoluautor studie Wei Chen, který pracuje v laboratoři Xu.

Rapamycin a autofagie

Od objevu rapamycinu se jeho různá použití jako potlačovače imunity rozšířila z prevence imunitní rejekce transplantací orgánů na potah stentů podporujících otevřené koronární tepny.

Úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) také schválil několik derivátů rapamycinu nebo „rapalogů“ pro klinické studie, které hodnotí jejich účinnost při cílení na rakovinné buňky a při léčbě neurodegenerativních onemocnění. Kromě toho studie na savcích, muchách a dalších organismech ukázaly, že rapamycin může prodloužit životnost.

Když rapamycin blokuje mTOR, zastaví růst buněk. Proto se vývojáři léků zajímají o jeho potenciál jako protirakovinného činidla, protože nekontrolovaný růst buněk je primárním rysem rakoviny.

Blokování mTOR však také uvádí autofagii do pohybu. Autofagie je další buněčný proces, který odstraňuje a recykluje poškozené buněčné komponenty a proteiny, které mají špatný tvar a nepracují správně.

Autofagie závisí na odděleních pro recyklaci buněk nazývaných lysozomy, aby rozložila odpadní materiály na molekulární stavební bloky, které buňka může znovu použít.

„Hlavní funkcí lysosomu je udržovat zdravý stav buňky, protože degraduje škodlivé látky v buňce,“ vysvětluje spoluautor studie Xiaoli Zhang, který také pracuje v laboratoři společnosti Xu.

"Během stresových podmínek," dodává, "může autofagie vést k […] přežití buněk degradací dysfunkčních složek a poskytnutím stavebních kamenů buněk, jako jsou aminokyseliny a lipidy."

TRPML1 a lysozomy

TRPML1 je protein, který sedí na povrchu lysozomů a působí jako kanál pro ionty vápníku. Přenáší signály, které řídí funkci lysozomů.

Tým využil „lysozomální patch clamp“ k prozkoumání role TRPML1. Tato vysoce sofistikovaná technika umožňuje vědcům sledovat činnost kanálu. Tým ve své studii použil kultury savčích a lidských buněk.

Pomocí svorky pro patch mohl tým ukázat, že rapamycin byl schopen otevřít kanál TRPML1 v lysosomech buněk nezávisle na mTOR. Nezáleželo na tom, zda byl mTOR aktivní nebo neaktivní; účinek byl stejný.

Vědci také zjistili, že rapamycin nemohl spustit autofagii v buňkách, které postrádaly TRPML1. To ukázalo, že rapamycin potřeboval TRPML1 ke zvýšení autofagie.

Autoři dospěli k závěru, že „identifikace TRPML1 jako dalšího [rapamycinového] cíle, nezávislého na mTOR, může vést k lepšímu mechanickému pochopení účinků [rapamycinu] na buněčnou clearance.“

"Myslíme si, že lysozomální TRPML1 může významně přispět k neuroprotektivním a anti-stárnoucím účinkům rapamycinu," říká Chen.