Ένα άγγιγμα τοξικού αερίου μπορεί να βελτιώσει την υγεία

By | February 9, 2024

Η δόση κάνει το δηλητήριο. Αυτό το ρητό ισχύει τόσο για επικίνδυνες χημικές ουσίες όσο και για ουσίες που συντηρούν τη ζωή όπως το νερό και το οξυγόνο. Για παράδειγμα, το δύσοσμο υδρόθειο (HδύοS) το αέριο μπορεί να είναι θανατηφόρο εάν κάποιος εισπνεύσει πάρα πολύ από αυτό σε αποχέτευση ή βάλτο, και όμως τα ανθρώπινα κύτταρα το παράγουν σε μικρές ποσότητες ως κρίσιμο μόριο σηματοδότησης.

Σε πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημώνμια ομάδα ερευνητών αξιολόγησε τις επιδράσεις ενός Η στοχευόμενου στα μιτοχόνδριαδύοS θεραπεία για την υγεία και τη μακροζωία του Caenorhabditis elegans νηματώδεις (1). Οι ερευνητές ελπίζουν ότι το έργο τους θα ενημερώσει για καλύτερες στρατηγικές για τη χρήση του αερίου για τη βελτίωση της υγείας των ανθρώπων, ιδιαίτερα με την επιβράδυνση της εξέλιξης της μυϊκής και νευρολογικής έκπτωσης, καθώς και άλλων ασθενειών που επηρεάζουν συνήθως τους ηλικιωμένους. Δεν περιμένουν απαραίτητα να βρουν το ελιξίριο της ζωής. «Απλώς καθυστερεί την έναρξη της γήρανσης και διατηρεί την υγεία για όσο το δυνατόν περισσότερο», δήλωσε ο Matt Whiteman, ένας από τους επικεφαλής του έργου και φαρμακολόγος στο Πανεπιστήμιο του Exeter.

Οι περισσότερες ασθένειες θα έχουν ένα συστατικό της μιτοχονδριακής δυσλειτουργίας. Αν μπορείς να διορθώσεις [it]έχετε μεγάλες πιθανότητες τουλάχιστον να επιβραδύνετε την εξέλιξη της νόσου ή, ελπίζουμε, να αντιστρέψετε μέρος της.
– Matt Whiteman, Πανεπιστήμιο του Έξετερ

Ο Whiteman έχει διερευνήσει τα οφέλη για την υγεία από τη θεραπεία ζώων με χαμηλές ποσότητες εξωτερικά παραγόμενου H.δύοS εδώ και χρόνια. Ενδιαφέρθηκε ιδιαίτερα να κατανοήσει τις επιπτώσεις του HδύοS στα μιτοχόνδρια επειδή τα στοιχεία υποδηλώνουν ότι το HδύοΤο S εκτελεί μια σειρά βιολογικών λειτουργιών που υποστηρίζουν την υγεία των μιτοχονδρίων, όπως η διευκόλυνση της επιδιόρθωσης του μιτοχονδριακού DNA και η παροχή αντιοξειδωτικής προστασίας (2). Τα γερασμένα σώματα τείνουν να χάνουν τα μιτοχόνδριά τους, αλλά θεραπεύοντας αυτά τα οργανίδια με HδύοΤο S θα μπορούσε να αποτρέψει αυτήν την απώλεια και να μετριάσει τις σχετικές συνέπειες για την υγεία (3).

Ο Whiteman στο παρελθόν βοήθησε στην ανάπτυξη ενός μορίου που ονομάζεται GYY4137 που διαλύεται στο νερό και απελευθερώνει HδύοS σταδιακά με την πάροδο του χρόνου, εισάγοντας την ουσία θείου στο κύτταρο με μη κατευθυνόμενο τρόπο (4). Αργότερα περιέγραψε μια ένωση που ονομάζεται AP39, η οποία αποτελείται από μια ομάδα ατόμων που βοηθούν στον εντοπισμό των μιτοχονδρίων μέσα στα κύτταρα και μια άλλη που παράγει αργά HδύοΜόνο όταν η ένωση είναι στη θέση της (5). Και στις δύο περιπτώσεις, στόχος ήταν να αποφευχθεί η πλημμύρα των κελιών με μεγάλες ποσότητες HδύοΜόνο με τη μία.

Η τρέχουσα μελέτη αποκάλυψε ότι επειδή το AP39 στοχεύει συγκεκριμένα τα μιτοχόνδρια, μπορεί να παράγει οφέλη για την υγεία σε ακόμη χαμηλότερες ποσότητες από το GYY4137. Ο Whiteman και η ομάδα του διαπίστωσαν ότι και οι δύο θεραπείες επέκτειναν τη διάρκεια ζωής του C. elegans προνύμφες, αλλά έπρεπε να θεραπεύσουν τα ζώα με 1.000 φορές περισσότερο GYY4137 για να έχουν το ίδιο αποτέλεσμα. Ο Chris Hine, φυσιολόγος στο Cleveland Clinic Lerner Research Institute που δεν συμμετείχε στη μελέτη, ήταν ενθουσιασμένος που είδε αυτό το αποτέλεσμα για το AP39. «Αυτό θα μπορούσε να σας βοηθήσει να αποφύγετε πιθανές τοξικότητες όταν το χρησιμοποιήσετε δυνητικά σε ανθρώπους, επειδή στους ανθρώπους δεν έχουν όλοι οι τύποι κυττάρων την ίδια αντίσταση στο υδρόθειο», είπε. «Είναι πάντα καλύτερο να έχουμε χαμηλότερη αποτελεσματική δόση».

Ο Matt Whiteman μελετά τις επιπτώσεις του υδρόθειου στην υγεία και τη μακροζωία σε οργανισμούς-μοντέλους όπως π.χ C. elegans νηματοειδές.

πίστωση: istock.com/HeitiPaves

Το AP39 όχι μόνο αύξησε τη μακροζωία του C. elegans σκουλήκια, αλλά τα κράτησε και πιο υγιή αργότερα στη ζωή τους. Τα σκουλήκια που έλαβαν τη θεραπεία ως προνύμφες παρέμειναν πιο ενεργά και εμφάνισαν μεγαλύτερη δύναμη καθ ‘όλη τη διάρκεια της ζωής τους από τα σκουλήκια που δεν υποβλήθηκαν σε θεραπεία. Παρόμοια οφέλη για την υγεία εμφανίστηκαν ακόμη και για τα σκουλήκια που έλαβαν AP39 ως ενήλικες, αν και η ένωση δεν επέκτεινε τη διάρκεια ζωής αυτών των σκουληκιών. Ενώ τα μιτοχόνδρια σε κύτταρα από σκουλήκια που δεν υποβλήθηκαν σε θεραπεία καταστράφηκαν γρήγορα μόλις ενηλικιώθηκαν, τα μιτοχόνδρια σε σκουλήκια που έλαβαν θεραπεία με AP39 σε οποιοδήποτε στάδιο της ζωής παρέμειναν υγιή για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.

Ο Whiteman βλέπει έναν κόσμο δυνατοτήτων σε αυτό το αποτέλεσμα. «Οι περισσότερες ασθένειες θα έχουν ένα συστατικό της μιτοχονδριακής δυσλειτουργίας», είπε. «Αν μπορείς να διορθώσεις [it]έχετε μεγάλες πιθανότητες τουλάχιστον να επιβραδύνετε την εξέλιξη της νόσου ή, ελπίζουμε, να αναστρέψετε μέρος της».

Η ομάδα του Γουάιτμαν ανακάλυψε επίσης ότι χτυπάει έξω τα γονίδια που επιτρέπουν στα εγκεφαλικά κύτταρα να C. elegans σκουλήκια για να παράγουν το δικό τους HδύοΤο S εμπόδισε τα ζώα να αποκομίσουν οφέλη για την υγεία από το AP39. Οι ερευνητές εικάζουν ότι ο HδύοΟι μηχανές που παράγουν S διαδραματίζουν μεγαλύτερο ρόλο στην κυτταρική υγεία πέρα ​​από τις άμεσες επιπτώσεις του HδύοS στα μιτοχόνδρια, και ότι η εξάλειψη αυτού του μηχανισμού είχε καταστροφικές συνέπειες.

Ο Χάιν βρήκε αυτή την ιδέα ενδιαφέρουσα. «Σκέφτεσαι «Λοιπόν, αν αφαιρέσεις την ενδογενή παραγωγή και τη συμπληρώσεις με εξωγενή, θα είσαι εντάξει». Δεν ήταν. Τα αποτελέσματα είναι εκπληκτικά σε αυτό το πλαίσιο», είπε. «Αυτό ανοίγει νέες πόρτες για έρευνα».

Προς το παρόν, η ομάδα διερευνά τα αποτελέσματα της πρόσθετης H που στοχεύει τα μιτοχόνδρια.δύοΕνώσεις παράδοσης S Από την ανακάλυψη του AP39 το 2014, ο Whiteman έχει αναπτύξει νέα και βελτιωμένα (και κατάλληλα) μόρια στην εταιρεία του MitoRx Therapeutics. «Αν βάλουμε τα πιο πρόσφατα στα ίδια μοντέλα, θα συμπεριφέρονται με τον ίδιο τρόπο, αλλά καλύτερα», είπε. Οι επιστήμονες της εταιρείας εργάζονται επίσης για τον εντοπισμό συγκεκριμένων εφαρμογών ασθενειών για τα προϊόντα της.

«Η γήρανση είναι δύσκολο ναρκωτικά. Υπάρχει μεγάλη πολυπλοκότητα σε αυτό», είπε ο Whiteman. «Η επιλογή των σωστών ενδείξεων για τη νόσο θα είναι απαραίτητη».

βιβλιογραφικές αναφορές

  1. Βιντίλα, Α. και άλλοι. Το μιτοχονδριακό σουλφίδιο προάγει τη διάρκεια ζωής και την υγεία μέσω διαφορετικών μηχανισμών στην ανάπτυξη έναντι του Caenorhabditis elegans που αντιμετωπίζεται σε ενήλικες. PNAS 120e2216141120 (2023).
  2. Szabo, C. & Papapetropoulos, A. International Union of Basic and Clinical Pharmacology. CII: Φαρμακολογική Διαμόρφωση Επιπέδων H2S: Δότες H2S και Αναστολείς Βιοσύνθεσης H2S. Farmocol Rev. 69497-564 (2017).
  3. López-Otín, C. και άλλοι. Τα σημάδια της γήρανσης. Κύτταρο 1531194-1217 (2013).
  4. Λι, Λ. και άλλοι. Χαρακτηρισμός ενός νέου υδατοδιαλυτού μορίου απελευθέρωσης υδρόθειου (GYY4137). Κυκλοφορία 1172351-2360 (2008).
  5. Szczesny, B. και άλλοι. Το AP39, ένας νέος δότης υδρόθειου που στοχεύει στα μιτοχόνδρια, διεγείρει την κυτταρική βιοενεργειακή δράση, ασκεί κυτταροπροστατευτικά αποτελέσματα και προστατεύει από την απώλεια της ακεραιότητας του μιτοχονδριακού DNA σε οξειδωτικά καταπονημένα ενδοθηλιακά κύτταρα in vitro. Νιτρικό οξύ 41120-130 (2014).

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *