Китайские ученые из Чжэцзяна научились синтезировать природное противоопухолевое лекарство винбластин. А молекулярные биологи из Хэфея раскрыли секрет, как человеческий организм избавляется от рака и других тяжелейших болезней. Оба открытия сулят переворот в современной медицине.
Профессор Сяоху Чжан переоткрыл принципы человеческого иммунитета
Человеческий организм может сам бороться с раком. Для этого в иммунной системе есть NK-клетки — они еще называются «киллерами». То есть способны на самой ранней стадии распознавать и уничтожать раковые клетки, а также пораженные разными вирусами — от гриппа до папилломы.
Правда, раковые клетки на поздней стадии каким-то образом умудряются избежать обнаружения. Каким образом рак «ускользает» от иммунитета — этот вопрос мучит биохимиков и генетиков десятилетиями.
Именно китайские ученые нашли ответ на этот вопрос. Исследователи под руководством Сяоху Чжана работают в государственном Университете науки и техники Китая в Хэфее, а свои выводы они опубликовали в ведущем мировом журнале Nature Immunology.
Биохимики под точнейшими микроскопами изучали поверхность иммунных NK-клеток внутри и снаружи раковых опухолей. За образец взяли рак печени. Затем с помощью нейросети сравнивали фотоснимки, чтобы выявить, как меняется поверхность «киллера».
Оказалось, что на мембранах здоровых NK-клеток есть некие бугорки. А когда «киллер» уже попал в толщу опухоли, эти бугорки исчезают.
Фактически ученые переоткрыли принцип иммунитета. Оказалось, что с помощью таких молекулярных бугорков NK-клетки опознают и захватывают «вредные» клетки (раковые или пораженные вирусами).
Кроме того, с помощью этих бугорков клетки иммунной системы «общаются» друг с другом. То есть формируют в человеческом теле что-то наподобие нейронных связей. Ничего подобного ученые ранее не знали.
«Киллеров» научат полезным «убийствам» с помощью биохимии
Молекулярные бугорки на поверхности NK-клеток формирует особое липидное вещество — сфингомиелин. Именно за счет него и работает иммунная система, избавляясь от «инородцев».
Раковые и инфицированные клетки тела каким-то образом могут разрушать сфингомиелин. Вероятнее всего, они вырабатывают фермент сфингомиелиназу, который разрушает мембраны клеток-киллеров. Именно поэтому «киллеры», хоть и опознают «вражеские» клетки, не могут избавиться от них.
Теперь задача китайских ученых создать лекарства, которые бы восстанавливали «убийственную» функцию NK-клеток. Для этого нужно остановить вредоносное действие фермента сфингомиелиназы. Этот фермент, кстати, влияет не только на иммунную систему человека, но и на обмен веществ.
Биохимическая проблема, правда, в том, что сфингомиелин бывает не только полезным, но и вредным. Если его вовремя не расщепить и не удалить из организма, то этот липид начинает накапливаться в клетках головного и костного мозга, печени, селезенки — это известно как болезнь Нимана-Пика.
Уже создано несколько экспериментальных лекарств, которые влияют на обмен сфингомиелина. Однако, очевидно, в этом направлении предстоит еще огромная работа: китайские генетики лишь заложили основу. И даже если лекарство будет создано, то использовать его нужно в комбинации с другими методами лечения онкозаболеваний.
Чудо-дрожжи. Из ядовитого метанола грибки производят противораковый алкалоид
Биохимия рака — одно из самых важных научных направлений во всем мире. Прорыв за прорывом совершается в КНР. Именно китайцы нашли лекарство от рака. Причем не синтезировали в лаборатории, а отыскали в живой природе.
Лекарственное растение Catharanthus roseus — это полукустарник с красивыми цветами, который растет только в одном месте на планете, на Мадагаскаре. Поэтому его и назвали мадагаскарский барвинок (или розовый катарантус).
Барвинок вырабатывает алкалоид под названием винбластин, который применяют для лечения нескольких видов рака, включая лимфому Ходжкина, немелкоклеточный рак легких и меланому, а также рак мочевого пузыря, головного мозга и яичек.
В барвинке есть еще более 120 алкалоидов, которые гораздо менее изучены. Естественное производство винбластина ограничено низким содержанием алкалоида — для извлечения 1 грамма лекарственного вещества требуется почти 2 тонны сухих листьев катарантуса.
Синтезировать винбластин в лаборатории также почти невозможно — у него крайне сложная химическая структура. И вот команда во главе с Лянь Цзячжаном, профессором колледжа химической и биологической инженерии Чжэцзянского университета, придумала, как сделать винбластин по-настоящему массовым и общедоступным лекарством.
Синтезировать алкалоид будут… дрожжи, пишет South China Morning Post (SCMP). Возьмут ученые, конечно, не обычные пекарские дрожжи, а открытый полвека назад вид Pichia pastoris. Эти грибки используют для питания… метанол, смертельно опасный для человека и большинства живых видов.
Всеядные дрожжи — идеальная фабрика для биохимических исследований. Китайские ученые пересадили грибкам родственные гены из мадагаскарского барвинка. Свершилось чудо — дрожжи стали вырабатывать из ядовитого метанола целебный алкалоид.
— Используя дрожжевую ферментацию вместо выращивания трав, мы сможем разработать новый способ получения винбластина. Этот способ недорогой, устойчивый, надежный в поставках и безвредный для окружающей среды, — объясняет профессор Лянь в официальном пресс-релизе, опубликованном в аккаунте WeChat Чжэцзянского университета.