mediculmeu.com - Ghid medical complet. Sfaturi si tratamente medicale.  
Prima pagina mediculmeu.com Harta site Ghid utilizare cont Index medici si cabinete Contact MediculTau
  Ghid de medicina si sanatate  
Gasesti articole, explicatii, diagnostic si tratament, sfaturi utile pentru diverse boli si afectiuni oferite de medici sau specialisti in medicina naturista.
  Creeaza cont nou   Login membri:
Probleme login: Am uitat parola -> Recuperare parola
  Servicii medicale Dictionar medical Boli si tratamente Nutritie / Dieta Plante medicinale Chirurgie Sanatatea familiei  



Cancer si manifestarile cancerului cancerul
Index » Boli » Cancer si manifestarile cancerului cancerul
» Cancerul si lumea stiintei, asa cum le-am cunoscut

Cancerul si lumea stiintei, asa cum le-am cunoscut


Share





Modularea expresiei genelor a fost leitmotivul intregii mele cariere. Precizez ca sunt biofizician de formatie, adica sunt antrenat atat in biologie, cat si in fizica. Nu sunt medic, desi am predat si continui sa lucrez la o facultate de medicina, iar actitatea mea de cercetare stiintifica se desfasoara intr-un mare centru de cercetari oncologice, Institutul „Gustave Roussy" din Villejuif. Studiile universitare, in Anglia, mi-au permis sa cunosc deaproape pe Maurice Wilkins, laureat al Premiului Nobel pentru descoperirea, impreuna cu Watson si Crick, a structurii dublului helix de ADN.
Mi-am inceput actitatea prin anii \'70 tocmai in laboratorul acestuia, din Departamentul de Biofizica de la King\'s College, Londra. Acolo am abordat moleculele „intercalante" in ADN. Era perioada cand se credea ca tinta unica a oricarei terapii antitumorale trebuia sa fie ADN-ul.


Cuprins:

începutul voiajului prin lumea cancerului: antraciclinele

Citotoxicitatea antraciclinelor

Rezistenţa multiplă

Imunoterapia

Controlul activităţii enzimatice prin gradul de oligomerizare al proteinei


începutul voiajului prin lumea cancerului: antraciclinele

sus sus
Lucrurile nu s-au schimbat, oarecum, nici astăzi, în sensul că. într-adevăr, originea cancerului trebuie căutată la nivelul acidului nucleic.


„Complementaritatea" celor două lanţuri polinucleotidice „antiparalele" care alcătuiesc dublul helix e realizată prin legănările de hidrogen de tipul „Watson-Crick" ale perechilor de baze (adenina, A, formează două legături de hidrogen cu timina, T, iar guanina, G, formează trei legături de hidrogen cu citozina, C).
Din cele ce voi povesti în continuare trebuie reţinut gradul de detaliu molecular la care abordăm astăzi toate aspectele funcţionării (inclusiv a îmbolnăvirii şi a tratării) celulei.
O serie de tehnici de vârf, precum rezonanţa magnetică nucleară (RMN) sau cristalografia cu raze X, dar şi tehnici mai accesibile, precum spectroscopia cu transformată Fourier în domeniul infraroşu (FTTR), ne furnizează detalii la nivel molecular asupra structurii de ansamblu şi locale a ADN-ului. Putem şti (dar nu intru în amănunte) dacă dezoxiriboza este „pliată" în forma Nord sau Sud, dacă orientarea bazelor este syn sau anti, dacă s-au realizat şi între care parteneri donori sau acceptori de hidrogen sau format legăturile de hidrogen ale perechilor Watson-Crick (Fig. 6.1).

Mai precizez, având în vedere ceea ce va urma, că ataşarea bazei la dezoxiriboza în ADN-ul „natural" (forma P) este astfel încât aceasta să se orienteze de aceeaşi parte cu carbonul C5\' al dezoxiribozei. în timp ce orientarea în care baza se „îndepărtează", parcă, de C5\' aparţine anome-rului a, inexistent în natură şi deci nedegradabil de către enzime. Vom mai remarca cu această ocazie că, pe „marginea" unei perechi de baze Watson-Crick mai rămân, la purine, unele grupe capabile, în principiu, să formeze noi legături de hidrogen (indicate cu săgeţi în Fig. 6.1, stânga). Ele sunt capabile să ataşeze, de pildă, la fiecare nivel al dublului-helix, o a treia baza, realizând astfel un helix cu trei lanţuri: un triplu-helix.
Teza de doctorat, pe care am relizat-o sub conducerea lui Watson Fulier, cel care a caracterizat „forma A" a acidului nucleic (dar iar nu intru în detalii), a reprezentat un studiu spectroscopie şi de difracţie cu raze X a interacţiunii moleculelor intercalante cu dublul-helix de ADN. Printre moleculele intercalante, menţionez antraciclinele (adriamicina şi daunomicina), care tocmai atunci erau introduse în terapia cancerului (Fig 6.2).

De remarcat că cele două molecule au indicaţii terapeutice diferite deşi, la nivel molecular, ele nu diferă decât printr-o simplă grupă hidroxil (OH)! Nu voi intra nici aici în alte amănunte.
Din această epocă datează un articol pe care l-am scris în revista Progress in Biophysics and Molecular Biology şi care a fost citat de atunci de peste o sută de ori: „The solution spectroscopy of drugs and the drug-nucleic acid interactiori" („Spectroscopia moleculelor intercalante în soluţie şi interacţiunea lor cu acidul nucleic"). Articolul ar putea deveni, eventual, un clasic (,Łitation classics"). în ştiinţă un acelaşi articol e rareori citat la nesfârşit. Cunoştinţele evoluează de la o lună la alta. în general, îi citezi pe predecesorii tăi, pe baza rezultatelor cărora ai lansat propria ta lucrare, după care următorii cititori te vor cita pe tine, preluând, astfel, ştafeta. A deveni, deci, un clasic, e o situaţie rară.
în cele ce urmează nu voi face referiri bibliografice precise la lucrările mele şi nici la cele pe care le voi fi întrebuinţat spre documentare. Nu voi menţiona nici numele colaboratorilor mei, al căror rol a fost esenţial şi cărora ie port o adâncă recunoştinţă.

Cei interesaţi, însă, în detaliile precise ale unor lucrări pot, în acest secol al internetului, să le dea de urmă fără nici o dificultate. Recomand, chiar, cititorului (fie el şi mai puţin avizat), să se conecteze măcar o dată la adresa de la care noi, oamenii de ştiinţă, ne tragem seva zilnică. E vorba de banca de date medicale
MEDLINE. Ea este accesibilă, de pildă, prin NCBI (,Jfational Centerfor Biologica! Information" a Statelor Unite), la NLM (,flational Library of Medicine") de la NIH (JVational Institute of Health"), indicând: https://www4.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/querv.fcgi (Cu ocazia asta am menţionat şi denumirea unuia dintre principalele foruri ştiinţifice americane, de unde vin adesea „linia politică" şi banii!). în spaţiul anume prevăzut al paginii web trebuie introdus fie numele autorului, fie un cuvânt-cheie, în engleză, legat de problema de interes, sau ambele. în câteva secunde va apărea lista tuturor textelor care răspund criteriului ales, de unde se pot selecta apoi acelea ale căror rezumate vor fi consultate imediat. Consultarea articolului in extenso nu mai este, însă, gratuită. E posibil să obţii, plătind, chiar şi lista celor care au citat o anumită lucrare, precum şi textul a ceea ce au scris despre ea.

Citotoxicitatea antraciclinelor

sus sus
Am anticipat deja că antracicl inele cauzează două tipuri de toxicitate.
Pe de o parte, este vorba de citotoxicitatea „utilă", răspunzătoare de efectul antitumoral. Ea e datorită fragmentării dublului4ielix de ADN,
produs în conjuncţie cu enzima topoizomeraza II. Problema care se pune este aceea de a disocia această citotoxicitate de cea răspunzătoare de efectele secundare indezirabile. în acest scop a părut util să descriem ntura interacţiunilor antraciclinelor cu cea de-a doua „ţintă" celulară a acestora: fosfolipidele membranare. Dintre fosfolipide, antraciclinele se leagă în special la cardiolipină, care este constituenta principală a membranei interne mitocondriale. Mitocondria este organitul celular răspunzător de generarea de energie prin „respiraţie" (energia este „stocată" sub forma moleculei macroergice de ATP - „adenozin trifosfaf\').
Complexul antraciclină-cardiolipină nu numai că se substituie ubiquinonei în lanţul transportorilor de electroni (făcând „să se ardă gazul de pomană"), dar generează şi radicali liberi care iniţiază un fel de „ciclu infernal" .
Iată cum se înlănţuie, în modelul pe care l-am propus evenimentele la nivel molecular:

• Datorită antraciclinelor, creşte concentraţia de calciu intramito-condrial, care a penetrat în mitocondrie odată cu acestea.
• Calciul duce la stimularea activităţii enzimeifosfolipază A2, care, începând degradarea lipidelor, compromite impermeabilitatea pentru ioni a membranei.
• Are loc, deci, un exod al calciului. In mod normal, pierderea calciului ar reduce activitatea fosfolipazei A2 şi ar da răgaz enzimei lizofosfolipid-acillransferază să reconstituie integritatea membranei.
• Dar radicalii liberi generaţi de către antracicline oxidează tiolii şi inhibă lizofosfolipid-aciltransferaza, astfel că membrana rămâne permeabilă şi, deci, mitocondria nefuncţională. Inima este organul cel mai solicitant în energie şi tocmai de aceea
efectele toxice majore ale antraciclinelor sunt de natură cardiacă.
Am putut constata că există un prag de concentraţie, sub nivelul căruia efectele toxice ale antraciclinelor asupra mitocondriei sunt reversibile. Pragul de concentraţie corespunde unui complex echimolecular cu cardiolipină. E ca şi cum efectele toxice ireversibile apar doar atunci când „capacitatea de fixare" a cardiolipinei este depăşită. Observaţia vine în sprijinul practicii de administrare a antraciclinelor prin perfuzie lentă.

Rezistenţa multiplă

sus sus
Rezistenţa multiplă


Folosesc prilejul ca să spun câteva cuvinte şi despre rezistenţa multiplă la chimioterapie, ,^nulti-drug resistance", MDR.
Aproape 50% dintre cancere sunt fie complet rezistente la chimioterapie, fie răspund la aceasta în mod tranzitoriu, după care devin rezistente nu numai la agentul chimioterapie utilizat, ci la oricare alt medicament. Fenomenul se datorează selecţionării acelor celule care supra-exprimă o anumită proteină membranarâ, cu rol de „pompă", care asigură efluxul din celulă a majorităţii agenţilor terapeutici. Este vorba de glicoproteina-P („P-gp"), având o masă moleculară de 170 kDa, produsul genei MDRI, căreia i se asociază o a doua proteină, MRP (jnulti-drug resistance-associated protein"). Se fac eforturi intense şi promiţătoare în căutarea unor inhibitori ai acestor pompe, care să restaureze sensibilitatea celulelor tumorale la chimioterapie, inhibitorii urmând a fi administraţi pacienţilor odată cu tratamentul de bază.
Se pune întrebarea de ce unii pacienţi răspund mai bine la chimioterapie decât alţii. Trei situaţii au fost deja identificate, care conduc la aceeaşi concluzie: există o predispoziţie „genică" pentru sensibilitatea la medicaţie.

Anumite tipuri de predispoziţie par a fi asociate cu apartenenţa la o anumită etnie: asiatică, caucaziană, africană...
• O mutaţie în secvenţa genei care codifică pentru glicoproteina-P îi reduce acesteia eficienţa, ceea ce măreşte astfel concentraţia intracelulară utilă a medicamentului (qdriamicină, taxol,...).
• S-au identificat gene care codifică variante mai puţin active ale enzimelor implicate în metabolizarea (deci, îndepărtarea) unor medicamente precum ciclofosfamida sau carmustina (BCNU).
• Gemcitabina este un analog de nucleosid care devine activ numai după ce este convertit în interiorul celulei de către enzima dezoxicitidin kinază (dCK). Enzima 5\'-nucleotidasă (5\'-NT) acţionează, însă, în sens invers, regenerând produsul iniţial. Proporţia în care sunt exprimate cele două enzime variază de la un individ la altul şi decid, deci, eficienţa tratamentului.
Se anticipează că în viitor succesul tratamentului cancerului va fi ameliorat prin adaptarea terapiei la caracteristicile genetice ale individului şi ale tumorii, prin identificarea (în cazurile exemplificate mai sus, printr-o simplă analiză de sânge) a medicamentului, sau a combinaţiei optime de medicamente şi a dozelor adecvate.

Imunoterapia

sus sus
Interleukina-2 („IL-2") este o citokină a cărei efect nu este compromis de rezistenţa la chimioterapie. Utilizarea ei în paralel cu chimioterapia a dat rezultate încurajatoare prin stimularea sistemului imunitar. Tot aşa, acidul 13-cis retinoic („RA") are efecte imunomo-dulatoare în sinergie cu IL-2. Testarea acestora este în fază avansată. La fel, superantigenul SEA (^taphylococcal enterotoxin A") este un activator extrem de puternic al limfocitelor T.
Ce se speră prin stimularea, sau implicarea sistemului imunitar? De pildă, • MUCI („mue/n") este un antigen exprimat în multe tumori epiteliale şi ar putea deveni ţinta unei imunoterapii dirijate contra acestor tumori. Se imaginează chiar un vaccin, similar celui utilizat contra tuberculozei, în care o micobacterie BCG recombinantă exprimă antigenul MUCI şi, în acelaşi timp, secretă cantităţi însemnate de interleukinâ, cu rol de stimulator imunitar.
• Telomeraza constituie un factor unificator pentru cele aproximativ 300 de tipuri diferite de cancer cunoscute, unde este aproape întotdeauna exprimată. Au fost modificate genetic celule dendritice ca să exprime fragmente ale telomerazei, ajutând astfel sistemul imunitar să le recunoască şi să le distrugă atunci când ele apar la suprafaţa celulelor canceroase.

Norocul face că majoritatea celulelor normale ale organismului nu conţin telomeraza, iar atunci când ne-am aştepta să conţină (de exemplu, celulele din măduva osoasă), ea nu apare la suprafaţa celulei! Se speră ca, atacând telomeraza, să se ajungă la creerea unui vaccin universal.
• Angiogeneza este procesul prin care celulele endoteliale normale se constituie în vase de sânge care vor iriga tumoarea. Se crede că va fi mai uşor de realizat inhibarea unor celule normale, care sunt dotate cu resurse mai modeste în a lupta împotriva „agresiunilor". Numărul agenţilor testaţi actualmente ca inhibitori ai angiogenzei este impresionant şi include endostatina, dar şi medicamentul de tristă faimă, talidomida, care a fost iar repus pe tapet. Printre medicamentele propuse se numără şi anticorpi monoclonali care blochează receptorul pentru factorul de creştere vascular endotelial (VEGF), sau dirijaţi contra integrinei prezente la suprafaţa celulelor endoteliale.

Controlul activităţii enzimatice prin gradul de oligomerizare al proteinei

sus sus
Revin cu povestirea la anii \'80. Fără a neglija antraciclinele, am ajuns să mă preocup şi de o ahă categorie de molecule mici, reprezentată de unii coloranţi care interacţionau, de data aceasta, cu proteinele. Printre ei se numără colorantul Cibacron bine, care posedă, pe de o parte, acelaşi cromofor ca şi antraciclinele (cromoforul fiind partea de moleculă răspunzătoare de culoarea acesteia) şi care, pe de altă parte, are o structură spaţială asemănătoare NADH-ulut (nicotinamidă-adenin-dinucleotidă), o coenzimă a numeroase dezhidrogenaze.
Servindu-ne de o coloană de agaroză cu Cibacron blue imobilizat, devenită coloană de afinitate, am purificat o serie de enzime bacteriene dependente de NADH sau de ATP, printre care alcmin deshidrogenaza. Această enzimă este un hexamer de subunităţi identice, de aproximativ 42 kDa flecare.
• Prin „gel-flltrare" (cromatografie de excluziune sterică) am putut constata că doar hexamerul este enzimatic activ (Fig. 6.5, imaginea de sus).

• Enzima „renaturată" după denaturarea în mediu acid nu depăşeşte stadiul de monomer şi, în plus, monomerul nu are o structură compactă (imaginea din mijloc).
• El devine compact doar în prezenţa coenzimei (NADH) şi doar apoi poate oligomeriza până la stadiul de hexamer (imaginea de jos).
Este interesant să constaţi că activitatea biologică a unei proteine alcătuită din subunităţi identice, care poartă fiecare, în fond, acelaşi centru activ, este controlată prin gradul său de oiigomerizare, care reflectă, la rândul său, disponibilitatea coenzimei. Despre controlul activităţii proteinelor se pomeneşte în mod curent atunci când este vorba de cancer, iar acest exemplu, extras din lumea bacterilor, nu este decât o ilustrare a unui princpiu mult mai general.
întrerup cursul cronologic al expunerii pentru a preciza cu anticipaţie faptul că oligomerizarea a două enzime-cheie (topoizomeraza II, pentru cancer, precum şi integraza, pentru Sida) constituie centrul preocupărilor mele ştiinţifice actuale, despre care voi pomeni mai încolo.


Tipareste Trimite prin email



loading...








Adauga documentAdauga articol scris

Copyright © 2008 - 2020 : MediculTau - Toate Drepturile rezervate.
Reproducerea partiala sau integrala a materialelor de pe acest site este interzisa, contravine drepturilor de autor si se pedepseste conform legii.

Termeni si conditii - Confidentialitatea datelor




  Sectiuni Boli:


 
Fa-te cunoscut!
Invitatie Online - promoveaza produse medicale

Promoveaza! firme, clinici, cabinete medicale. Locul ideal sa spui si la altii ca existi.

 

Creaza cont si exprima-te

vizitatorii nostri pot fi clientii tai