Białka szoku cieplnego zostały zauważone w roku 1960 przez włoskiego genetyka Ferruccio Ritossa w modelach muszki owocowej. Później stwierdzono obecność tych protein nawet w bakteriach. Należą one do rodziny białek opiekuńczych i uczestniczą w fałdowaniu, zapobiegają agregacji, translokacji polipeptydów, odgrywają ważną rolę w ponownym przybieraniu właściwych struktur wyższorzędowych wadliwie sfałdowanych białek. Krótko mówiąc, ich różnorodne funkcje stanowią składową systemu naprawy komórki. Ekspresja HSPs wzrasta w warunkach narażenia na stres. Czynniki stresogenne mogą też mieć pochodzenie wewnątrzkomórkowe (stres oksydacyjny, działanie toksyn itp.), np. w stanach chorobowych. Stąd HSPs są potencjalnie skutecznymi biomarkerami homeostazy organizmu. Ponadto stwierdzono podwyższony poziom białek szoku cieplnego u pacjentów onkologicznych. 

HSPs wykazują działanie immunostymulujące. Wynika to z ich właściwości do wiązania i przenoszenia białek, w tym antygenowych peptydów, do cząsteczek MHC (z ang. major histocompatibility complex, główny układ zgodności tkankowej) klasy I na powierzchni komórki w celu prezentacji limfocytom. W ten sposób przyczyniają się do aktywacji makrofagów, limfocytów oraz aktywacji i dojrzewania komórek dendrytycznych. Wspomniane białka uczestniczą w krzyżowej prezentacji antygenu, co powoduje inicjację odpowiedzi immunologicznej przez cytotoksyczne limfocyty T CD8+. Ponadto w warunkach wysokiej proliferacji komórki są bardziej zależne od białka. Funkcje cytoprotekcyjne HSPs są niezbędne do utrzymania i przeżycia komórek rakowych. Można przypuszczać, że hamowanie lub obniżenie poziomu zawartości białek szoku cieplnego może wpłynąć na rozwój oraz progresję chorób onkologicznych. Biorąc pod uwagę wymienione funkcje, można wnioskować o ich wysokim potencjale terapeutycznym, zwłaszcza w chorobach nowotworowych oraz neurodegeneracyjnych. 

Aktualnie opisano pięć klas HSPs w oparciu o masę cząsteczkową, budowę i funkcje:

1) sHSPs (małe HSPs, z ang. small heat shock proteins) o masie cząsteczkowej 12-43kDa zapobiegają agregacji białek, zapewniają ochronę w warunkach narażenia komórek na czynniki stresowe.

2) Białka klasy HSP60 są zlokalizowany głównie w mitochondriach. Uczestniczą w procesach fałdowania, odgrywają kluczową rolę w regulacji homeostazy białek mitochondrialnych.

3) HSP70 są zależnymi od ATP molekularnymi chaperonami. Biorą udział w wielu funkcjach komórkowych, takich jak zwijanie niezłożonych lub nieprawidłowo sfałdowanych białek, utrzymanie homeostazy, transport protein do różnych frakcji subkomórkowych oraz ochrona przed stresem.

4) Białka zależne od ATP typu HSP90 odgrywają kluczową rolę w homeostazie: dojrzewaniu białek metastabilnych, stabilizacji protein podatnych na agregację, utrzymaniu prawidłowej konformacji białka niezbędnej do jego aktywacji.

5) Grupa HSP110 zawiera domenę o aktywności depolimerazy. Uczestniczy w mechanizmach ochrony komórek przed apoptozą wywołaną czynnikami stresogennymi.

Największy rozgłos w medycynie uzyskały szczepionki przeciwnowotworowe oparte na HSPs. Pierwszą z nich była Oncophage (nazwa handlowa: Vitespen) opracowana przez firmę Antigenics Inc. (obecnie Agenus) w 2008 r. Jest to autologiczna szczepionka składająca się z HSPPC-96 (HSP peptide complex-96). W komórkach nowotworowych HSPs uczestniczą w prezentacji specyficznych antygenów na powierzchni komórki w celu rozpoznania przez układ odpornościowy. Tworzą w ten sposób unikatowy wzór antygenowy charakterystyczny dla danej osoby i choroby. Stąd szczepionka jest wytwarzana poprzez izolację i oczyszczanie kompleksów białek glikoproteiny gp-96 (należącej do klasy HSP90) z chirurgicznie usuniętego guza pacjenta. Po zabiegu preparat w warunkach ambulatoryjnych jest podawany pacjentowi w celu stymulacji układu odpornościowego do atakowania komórek nowotworowych zawierających rozpoznawalny wzór antygenowy. W badaniach klinicznych fazy I i II szczepionkę podano chorym na nowotwory złośliwe: raka żołądka, raka jelita grubego, raka trzustki, chłoniaka nieziarniczego i przewlekłą białaczkę szpikową. Po mianowaniu przez Światowy Kongres Szczepionek Oncophage najlepszą wakcyną w roku 2009 wiadomości o dalszych krokach zatwierdzenia preparatu zaczęły się wyciszać. W III fazie badań klinicznych nie wykazano efektu leczniczego (w przypadku czerniaka oraz raka nerek), a producent w 2009 r. wycofał wniosek o zatwierdzenie do Europejskiej Agencji Leków.

Innym przykładem jest rekombinowana szczepionka złożona z kompleksu białka szoku cieplnego HSP110 i ludzkiego antygenu nowotworowego glikoproteiny 100 (gp100) związanego z czerniakiem o potencjalnym działaniu przeciwnowotworowym. W tym przypadku wykorzystano fakt, że zawartość niektórych HSPs znacząco wzrasta u pacjentów onkologicznych. Omawiana szczepionka została zaprojektowana z obserwacji wzrostu zawartości antygenu nowotworowego gp100 do 80% u pacjentów chorych na czerniaka. Wakcyna została opisana w 2023 r. na etapie fazy badań klinicznych Ib.

Oprócz szczepionek istnieje sporo inhibitorów sHSPs mających na celu obniżenie poziomu wspomnianego białka u pacjentów onkologicznych. Wysokie oczekiwania były postawione wobec terapii opartych na antysensownych oligonukleotydach II generacji pod nazwą OGX-427 (producent: OncoGeneX Pharmaceuticals), małocząsteczkowych inhibitorach RP101 (producent: SciClone Pharmaceuticals). Jak widać, rozwój nowych terapii, nawet przy najlepszych założeniach, nie zawsze może wykazać pożądany efekt leczniczy, jednak stanowi to część odpowiedzi na dalsze losy badań działania terapeutyków. Sumienne podejście w badaniach klinicznych sfokusowane na leczeniu pacjentów przynosi owoce dla całej ludzkości.