Ефектът на перфорин, протеин убиец на човешката имунна система, е визуализиран за първи път, Нанотехнологии
Учени от Великобритания и Австралия за първи път видяха в действие "убиеца" на човешката имунна система - протеина перфорин. Група британски учени са работили в Birkbeck College, където са използвали електронни микроскопи, за да проучат механизма, чрез който перфоринът "пробива" дупки в дефектни клетки.
„Перфоринът е мощно оръжие в арсенала на имунната система, без което тя не би могла да се справи с хилядите дефектни клетки, които се образуват в тялото ни през целия ни живот“, обяснява професорХелън Сейбил, която ръководи екипа от британски учени.
„Перфоринът е оръжието на нашето тяло за пречистване и смърт“, казва ръководителят на проекта професорДжеймс Уисток от университета Монаш, Мелбърн, Австралия.
Протеинът перфорин изпълнява функцията си чрез пробиване на дупки в клетки, които са станали ракови или са нападнати от вируси. Дупките позволяват на токсичните протеолитични ензими да навлязат в клетките, което ги кара да умрат.
Ако перфоринът не действа правилно, тялото не може да се бори със заразените клетки. Има доказателства при мишки, че дефектният перфорин води до развитие на злокачествени тумори, по-специално левкемия, казва професорДжо Трапани (Joe Trapani), директор на Програмата за имунология на рака в Cancer Center Peter MacCallum вМелбърн, Австралия.
Първите наблюдения, показващи, че човешката имунна система е способна да прави дупки в целевите клетки, бяха направени от Нобеловия лауреатЖул Борде преди около 110 години, но трябваше да изчакаме най-новите постижения в структурната молекулярна биология, за да разберем как точно се случва това.
„От предишната ни работа вече знаехме, че бактериалните токсини, като този, който причинява пневмония, по същество променят формата си, за да направят дупка в мембраните. Бяхме очаровани от перфорина и искахме да знаем неговата структура и как може да се промени, за да действа като перфорираща машина,” продължава проф. Сейбил.
Структурата на протеина е определена чрез комбиниране на информация за една молекула перфорин - изобразена в австралийския синхротрон - с изображения на пръстени от молекули перфорин, групирани, за да образуват дупка в клетъчната мембрана, взети от проф. Сайбил с помощта на електронен микроскоп в Лондон.
„Сега, когато знаем как работи, можем да започнем да усъвършенстваме детайлите, за да се борим с рака, маларията и диабета“, добавя проф. Wistock.
Друго интересно откритие е, че важни части от молекулата на перфорин са много подобни на токсините, използвани от бактерии, които причиняват заболявания като антракс, листериоза и стрептококоза, което предполага, че този начин за правене на дупки в клетъчните мембрани е много древен от еволюционна гледна точка.
Перфоринът може да действа и като престъпник, когатоклетки, или при автоимунни заболявания като ранни стадии на диабет, или отхвърляне на тъкан след трансплантация на костен мозък, са погрешно белязани за унищожаване. Ето защо в момента учените проучват начини за по-добра защита срещу рак и лечение на инфекциозни заболявания като церебрална малария чрез усилване на перфорин, както и разработване на потенциални негови инхибитори за борба с отхвърлянето на тъканите.
Новите технологии за микроскопия и експериментите, провеждани в синхротрона, предлагат големи възможности за молекулярните биолози. Това е чудесен пример за това как познаването на нормалната структура и функция на една молекула може да подобри нашето здраве и благосъстояние.