Coś niezwykłego w zabiegach radioprzestronnych pochodzi z mało prawdopodobnego źródła – skórki. Naukowcy prowadzeni przez profesora Shuyu Zhanga z Syczuan University, profesor Jie Zhang z Fourth Military Medical University, profesor Jianping Cao z Soochow University i współpracownicy zidentyfikowali substancję pochodzącą ze skóry żab, która oferuje istotną ochronę przed obrażeniami skóry indukowanymi przez promieniowanie. Ta innowacyjna praca, opublikowana w Advanced Science, podkreśla potencjał rozwiązań inspirowanych przyrodą w zakresie krytycznych wyzwań medycznych.
Ekspozycja na promieniowanie stanowi ciągłe zagrożenie zarówno w leczeniu medycznym, takim jak radioterapia raka i katastrofy środowiskowe. Skóra, będąc największym organem ciała i pierwszą linią obrony, często wymaga największych uszkodzeń w wyniku promieniowania. Jednak skuteczne leczenie w radzeniu sobie z takimi urazami pozostają ograniczone. „Potrzeba nowych i skutecznych leczenia uszkodzenia skóry wywołanej promieniowaniem ma kluczowe znaczenie”, powiedział główny badacz profesor Zhang.
Naukowcy dokonali tego godnego znaczenia odkrycie, badając skórę ciemno-spędzonej żaby (pelopylax nigromaculatus), która wykazała naturalną odporność na promieniowanie. Poprzez zaawansowane metody naukowe zidentyfikowali kilka małych fragmentów białka, zwanych również peptydami, które zostały znacząco zmienione przez promieniowanie. Wśród nich jeden fragment, nazwany przez peptyd skóry indukowany promieniowaniem, wykazał wyjątkowe właściwości ochronne. Substancja ta pomaga utrzymać równowagę w komórkach i zmniejsza specyficzny rodzaj śmierci komórek spowodowany stanem zapalnym, które często pogarsza się po ekspozycji na promieniowanie.
Dalsze testy ujawniły, jak działa peptyd żaby-2 indukowany promieniowaniem. Kieruje enzym zwany stearyl-koenzymem desaturaza 1, która odgrywa kluczową rolę w wytwarzaniu kwasów tłuszczowych, elementach budulcowych dla błon komórkowych i magazynowania energii. Ingerenując się w ten enzym, peptyd zmniejszył wytwarzanie niektórych kwasów tłuszczowych. To z kolei zapobiegło aktywacji ścieżki odpowiedzialnej za wywołanie stanu zapalnego po promieniowaniu. „Ten szlak, znany jako stymulator szlaku genów interferonowych, ma kluczowe znaczenie w tym, jak komórki reagują na stres spowodowany promieniowaniem”, wyjaśnił profesor Zhang. „Wpływając na ten proces, peptyd pomaga chronić skórę przed dalszymi uszkodzeniami”.
Badania komórek skóry i modeli zwierzęcych wykazały, że peptyd przyspiesza gojenie się ran podczas zachowania centrów energii komórek, zwanych mitochondriami i ich wsparciem strukturalnym. Myszy leczone peptydem odzyskane szybciej z wrzodów skóry wywołanych promieniowaniem w porównaniu z tymi, które nie otrzymały leczenia. Co ważne, wykazano, że peptyd jest bezpieczny, co czyni go obiecującym kandydatem do przyszłego użytku medycznego.
Takie peptydy indukowane stresem podkreślają szerszy potencjał substancji wytwarzanych przez płazy. „Żywe organizmy opracowały unikalne sposoby przetrwania trudnych warunków. Peptydy te stanowią cenne źródło nowych leczenia”, podkreślił profesor Zhang.
Trwają badania w celu poprawy sposobu dostarczania peptydu i zbadania jego długoterminowych efektów, ale odkrycie to jest ważnym krokiem w ochronie skóry przed uszkodzeniem promieniowania. Naukowcy widzą zastosowania tego leczenia nie tylko w procedurach medycznych, ale także w scenariuszach awaryjnych obejmujących narażenie jądrowe. Ponieważ naukowcy nadal badają odporność przyrody, ten peptyd pochodzący z żaba oferuje ekscytujące możliwości tworzenia terapii, które chronią i leczą.
Referencje dziennika
Fenghao Geng, Li Zhong, Tingyi Yang, Jianhui Chen, Ping Yang i in. „Peptyd pochodzący ze skórki ukierunkowany na żaba ukierunkowane na stearyl-koenzym desaturaza 1 wywiera działanie radioprotekcyjne przeciwko uszkodzeniu skóry poprzez hamowanie stymulatora zapalenia genów interferonowych”. Advanced Science, 2024. DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202306253
O autorach
Shuyu ZhangProfesor, główny naukowiec kluczowego laboratorium translacji technologii jądrowej, Krajowa Komisja Zdrowia. Od dawna angażuje się w badania nad mechanizmami wrażliwości na promieniowanie nowotworów oraz strategie zapobiegania uszkodzeniom promieniowania jądrowego i strategii leczenia. Opublikował ponad 150 artykułów, z ponad 80 artykułami jako pierwszy autor lub autor korespondent. Opublikował (współistniejące) dokumenty autora w Cell Mol Immunol, Advi Sci (Cover Story), Exp Mol Med, int J Radiat Oncol Biol Phys (Red J), J Eur acad Dermatol Venereol, J Invest Dermatol, J Exp Clin Cancer Res, Cancer Commi (Cover Story), Environment Int, wolny radykalny biol i med i Radiat Res, inni. Zredagował 3 monografie; prowadził sformułowanie 1 standardu grupy; Uzyskano 26 chińskich patentów na wynalazki i 3 amerykańskie patenty wynalazków, a niektóre z osiągnięć patentowych zostały przekształcone. Udostępnił nowe mechanizmy uszkodzenia promieniowania, takie jak metabolizm tetrahydrobiopterinowy, homeostaza cynku i radioprotekcja za pośrednictwem adipocytów. Niektóre z jego osiągnięć zostały przetłumaczone klinicznie.
Fenghao Geng: Młody naukowiec badający mechanizm uszkodzenia skóry wywołanej przez promieniowanie (RISI) i strategie zapobiegania na Wydziale Medycyny Radioterapii na Uniwersytecie Syczuan. Kiedyś, będąc lekarzem ds. Onkologii radioterapii, był zszokowany cierpieniem pacjentów w trakcie radioterapii, co podsyciło jego zainteresowanie dalszymi badaniami w łagodzeniu skutków ubocznych. Pilna potrzeba rozwoju skutecznego leczenia doprowadziła do jego obecnego projektu koncentrowania się na badaniu Mastermind w RISI. Przechodzi do praktyki klinicznej, w której będzie kontynuował dogłębne badania podstawowe i silne badania transformacji klinicznej zapobiegania promieniowaniu.
