NHẮM MỤC TIêU MỘT LOẠI ENZYME Có THỂ ĐIỀU TRỊ UNG THƯ, TIỂU ĐƯỜNG Và BéO PHì

Việc khám phá ra các phân tử nhào lộn của một enzym tế bào quan trọng có thể dẫn đến các phương pháp điều trị mới cho bệnh ung thư và các bệnh chuyển hóa như béo phì và tiểu đường.

Một khám phá phân tử gần đây có rất nhiều ý nghĩa điều trị.

Enzyme tế bào được gọi là PI3KC2A, và mặc dù các nhà khoa học biết rằng nó kiểm soát nhiều chức năng quan trọng của tế bào, họ vẫn không chắc chắn về các cơ chế cấu trúc chi tiết.

Một điều họ biết là enzyme kiểm soát những gì xảy ra ở màng tế bào khi chúng nhận được tín hiệu bên ngoài.

Họ cũng biết rằng nó kiểm soát cách các tín hiệu ảnh hưởng đến các quá trình quan trọng bên trong tế bào.

Những quá trình này điều chỉnh, cùng với những thứ khác, cách tế bào phát triển, phân chia và biệt hóa.

Bây giờ, một bài báo mới có tính năng trong tạp chí Tế bào phân tử lần đầu tiên mô tả cách thức enzyme tế bào chuyển từ trạng thái không hoạt động bên trong tế bào sang trạng thái hoạt động trong màng tế bào.

Các nhà nghiên cứu, từ Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) ở Berlin, Đức, cùng với các đồng nghiệp tại Đại học Geneva ở Thụy Sĩ, đã nghiên cứu PI3KC2A trong một thời gian.

Công trình mới của họ tiết lộ những sự thật chưa từng biết trước đây về một cơ chế tế bào quan trọng được gọi là “sự hấp thu thụ thể”. Sự gián đoạn của các quá trình liên quan đến cơ chế này có liên quan đến các bệnh như ung thư, tiểu đường và các rối loạn chuyển hóa khác.

Một trong những tác giả nghiên cứu cao cấp, Giáo sư Volker Haucke, thuộc FMP, nói rằng phát hiện của họ “có thể cung cấp một mục tiêu trực tiếp cho các liệu pháp”.

Màng tế bào là hệ thống động

Màng tế bào làm được nhiều việc hơn là giữ các chất trong tế bào lại với nhau. Nếu đó là tất cả những gì họ đã làm, họ sẽ không hơn gì những tấm da trơ; nhưng quan sát kỹ hơn sẽ thấy rằng chúng là những hệ thống năng động kiểm soát chặt chẽ việc đưa các chất hóa học vào và ra khỏi tế bào.

Cấu trúc của màng tế bào được mô tả như một “biển lipid” chứa các cụm protein nổi kiểm soát “tính thấm chọn lọc” của màng.

Lipid, là các phân tử giống như chất béo, cũng tích cực trong quá trình thẩm thấu. Chúng hoạt động như "công tắc phân tử" cho các dòng tín hiệu hóa học được bật bên trong tế bào. Nhiều tầng trong số này kiểm soát các chức năng thiết yếu như tăng trưởng, phân chia và biệt hóa tế bào.

Các enzym như PI3KC2A có vai trò trong việc sản xuất các lipid đóng vai trò chuyển mạch phân tử. Do đó, việc tìm cách nhắm mục tiêu chúng có thể dẫn đến các loại thuốc có thể can thiệp vào các quá trình này.

Ví dụ, sự biệt hóa của tế bào là rất quan trọng đối với sự hình thành các mạch máu mới, hoặc hình thành mạch, là một bước quan trọng trong sự phát triển của khối u.

Receptor hấp thu

Trong nghiên cứu trước đây, các nhà khoa học đã khám phá ra nhiều điều về cấu trúc và sinh học tế bào của các quá trình liên quan đến PI3KC2A, bao gồm cả vai trò của nó trong việc hấp thụ các thụ thể.

Chẳng hạn, họ đã thiết lập các phối tử, hoặc các tín hiệu hóa học bên ngoài, từ bên ngoài tế bào kích thích enzym bằng cách liên kết với các protein bề mặt được gọi là các thụ thể. Các phối tử như vậy bao gồm insulin và các yếu tố tăng trưởng kích hoạt các dòng tín hiệu bên trong tế bào.

Sau khi được kích hoạt, PI3KC2A cho phép một quá trình gọi là endocytosis, trong đó các túi nhỏ, hoặc túi nhỏ, mang “các thụ thể liên kết với phối tử” vào bên trong tế bào.

Khi ở bên trong tế bào, các thụ thể liên kết với phối tử sẽ kích hoạt các tầng tín hiệu kiểm soát các chức năng quan trọng của tế bào.

Nghiên cứu mới rất có ý nghĩa vì nó tiết lộ những thay đổi chi tiết mà PI3KC2A phải trải qua ở mỗi bước của quá trình này.

Enzyme hoạt động 'mở rộng cánh tay của nó'

Giáo sư Haucke giải thích rằng một trong những điều mà họ phát hiện ra là khi enzyme tế bào, hay còn gọi là kinase, không hoạt động và nằm yên bên trong tế bào, nó có vẻ "cuộn lại trông như thể nó tự quấn" cánh tay "của mình".

Ông và các đồng nghiệp cũng phát hiện ra rằng enzyme chỉ hoạt động khi hai thành phần của màng tế bào ở cùng một vị trí cùng một lúc.

“Khi điều này xảy ra,” ông nói, “kinase mở ra các‘ nhánh ’của nó và mỗi‘ nhánh ’liên kết với một trong hai thành phần.”

Một vài giây sau đó, quá trình sẽ bắt đầu. Enzyme bắt đầu tạo ra nhiều phân tử tín hiệu lipid, sau đó kích hoạt “sự hấp thụ các thụ thể tín hiệu đã được kích hoạt” vào bên trong tế bào. Đổi lại, chúng thiết lập các tầng điều chỉnh sự phát triển, phân chia và biệt hóa của tế bào.

Nhóm nghiên cứu hiện có kế hoạch xác định các phân tử ứng cử viên để các nhà phát triển thuốc tiếp tục phát triển.