Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Gdy choroba zaczyna się w błonie ....
Gdy choroba zaczyna się w błonie ....
Błony biologiczne są niezwykle ważnym elementem struktury żywych komórek. Ich rola skupia się przede wszystkim na regulacji transportu rozmaitych składników oraz regulacji komórkowych szlaków sygnalizacyjnych. Nie dziwi zatem fakt, że zaburzenie funkcjonowania błon może prowadzić do wytworzenia niebezpiecznych stanów patologicznych.

Wiele doniesień naukowych wskazuje na bezpośredni związek zaburzeń równowagi między syntezą i degradacją lipidów z procesem kancerogenezy. Skutki zmian we właściwościach biofizycznych błon w przypadku komórki prawidłowej przekształcającej się w nowotworową są wprost katastrofalne. Dochodzi przede wszystkim do zaburzeń właściwości elektrycznych dwuwarstwy lipidowej. Powoduje to dezorganizację transportu błonowego wszelkiego rodzaju jonów i metabolitów.

Komórki tracą zdolność do komunikowania się między sobą, a co najważniejsze, ich błony nie stanowią już tak funkcjonalnej bariery jak w przypadku komórek prawidłowych. Na skutek zaburzeń wewnętrznej homeostazy dochodzi również do nieprawidłowości w syntezie DNA oraz naprawy jego uszkodzeń, a zatem dezorganizacja funkcji błony komórkowej ma swoje odzwierciedlenie w genomie komórki.

W warunkach stresogennych komórka produkuje nadmierne ilości reaktywnych form tlenu (ROS), które stanowią ogromne niebezpieczeństwo dla białek, lipidów i kwasów nukleinowych. Jeśli wziąć pod uwagę dwuwarstwę lipidową błon komórkowych, sposobem naprawy uszkodzeń wywołanych przez ROS jest resynteza fosfolipidów. Proces ten jest jednak upośledzony ze względu na rozregulowany metabolizm lipidów w komórce nowotworowej.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zaburzenia równowagi pomiędzy syntezą i degradacją lipidów prowadzą do licznych zmian morfologicznych. Mówiąc najprościej, komórki nowotworowe wyglądają inaczej niż komórki prawidłowe. Upośledzenie wytwarzania fosfolipidów błon komórkowych powoduje ponadto dysfunkcję ważnych dla komórki białek integralnych.

Odkryto również, że odchylenia w prawidłowym metabolizmie fosfatydylocholiny mają związek z wstąpieniem komórki na drogę transformacji nowotworowej (zwiększona synteza błon będąca efektem szybszego tempa wzrostu komórek nowotworowych). Wiele badań wskazuje również na dezorganizację błon wewnątrzkomórkowych. Znamienne jest np. występowanie w błonach mitochondrialnych komórek nowotworowych tych enzymów, które w normalnej komórce występują w błonach retikulum.

Szczególnie "gorącym punktem" w aspekcie procesu patologicznego w komórce są nienasycone, długołańcuchowe kwasy tłuszczowe, tzw. PUFA (ang. polyunsaturated fatty acids). – Ich wyjątkowe znaczenie polega na tym, że pełnią jednocześnie dwie bardzo ważne funkcje: regulatora płynności błon komórkowych oraz cząsteczek biorących udział w przekazywaniu sygnałów komórkowych. - wyjaśnia prof. dr hab. Andrzej Hendrich, kierownik Katedry i Zakładu Biologii i Parazytologii Lekarskiej Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu.

Wiele doniesień wskazuje na udział kwasów PUFA w procesie apoptozy. Należy zwrócić uwagę, że są one idealnymi kandydatami do procesu utleniania, a dodatkowo powstające z nich w wyniku tego procesu produkty mogą indukować śmierć komórki, tak pożądaną w aspekcie chorób nowotworowych.

Wykazano, że mają one zdolność do hamowania aktywności transporterów wielolekowych (np. typu MRP, P-GP), których nadekspresja w komórkach nowotworowych prowadzi do wytworzenia szerokorozumianej lekooporności i aktywnego transportu terapeutyków do przestrzeni zewnątrzkomórkowej.

– Za powstawanie zjawiska lekooporności odpowiedzialnych jest szereg mechanizmów, z których część (jak wspomniana powyżej zwiększona obecność białek transporterów) powiązana jest z zaburzeniem funkcji błon komórkowych - zwraca uwagę Prof. Hendrich - Wymienić tu należy przede wszystkim zmiany strukturalne, takie jak na przykład zaburzenie struktury mikrodomen błonowych, czy zmiana płynności błon.

Z uwagi na złożoność procesów, w jakich bierze udział błona komórkowa oraz jej szczególny aspekt w procesie nowotworowym należy podkreślić istotność badania mechanizmów oddziaływania leków przeciwnowotworowych z elementami dwuwarstwy lipidowej błon.

Źródła

Dołowy K, Szewczyk A, Pikuła S. "Błony biologiczne". Katowice-Warszawa 2003

 

Gelsomino G et al. Omega 3 fatty acids chemosensitize multidrug resistant colon cancer cells by down-regulating cholesterol synthesis and altering detergent resistant membranes composition. Mol Cancer. (2013);12:137

 

Li YC at al. Elevated levels of cholesterol-rich lipid rafts in cancer cells are correlated with apoptosis sensitivity induced by cholesterol-depleting agents. Am. J. Pathol. (2006), 168, 1107-18

 

Peetla C et al. Biophysics of cell membrane lipids in cancer drug resistance: Implications for drug transport and drug delivery with nanoparticles. Adv. Drug. Deliv. Rev. (2013), 65(13-14), 1686-98

 

https://scienzaambiente.files.wordpress.com/2007/05/new_membrane.jpg

 

http://neuropsychologia.org/genetyka-epilepsji-badania-na-myszach

 

http://www.intechopen.com/books/trends-in-alcoholic-liver-disease-research-clinical-and-scientific-aspects/up-to-date-insight-about-membrane-remodeling-as-a-mechanism-of-action-for-ethanol-induced-liver-toxi

 

http://www.celldiagram.net/the-difference-between-normal-and-cancer-cells.html

 

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Arachidonic_acid2.png

KOMENTARZE
Newsletter