Роль изучения регуляции апоптоза и его диагностики в терапии различных заболеваний

Тютюкова А.О.

1 курс 9 группа

педиатрический факультет

Роль изучения регуляции апоптоза и его диагностики в терапии различных заболеваний.

Целью данной работы стало изучение литературы, посвященной факторам регуляции апоптоза и его роли в лечении и диагностике распространенных заболеваний.

Авторство термина апоптоз принадлежит британским ученым – Дж. Керру, Э. Уайли и А. Керри, которые впервые выдвинули и обосновали концепцию о принципиальном различии физиологической смерти клеток (апоптоз), и их патологической гибели (некроз). В 2002 году ученые из кембриджской лаборатории, биологи С. Бреннер, Дж. Салстон и Р. Хорвиц, получили Нобелевскую Премию по физиологии и медицине за раскрытие основных механизмов генетической регуляции развития органов и исследования программируемой клеточной смерти.

Сегодня теории апоптоза посвящены десятки тысяч научных работ, раскрывающие основные механизмы его развития на физиологическом, генетическом и биохимическом уровнях. Ведется активный поиск его регуляторов. Особенно большой интерес представляют исследования, дающие возможность практического применения регуляции апоптоза при лечении онкологических, аутоиммунных и сердечно-сосудистых заболеваний.

Материалом послужили отечественные научные статьи.

Результаты и их обсуждение.

Апоптоз – наиболее распространенная форма запрограммированной клеточной смерти, происходящая в ответ на внешний или внутренний сигнал. При этом происходит уменьшение размера клетки, конденсация и фрагментация хроматина, уплотнение наружной и цитоплазматической мембран без выхода содержимого клетки в окружающую среду.

Программируемая гибель клеток является необходимым процессом в развитии и правильном целостном функционировании многоклеточного организма. Апоптоз выполняет ряд функций, таких как: формирование органов при эмбриогенезе, ликвидация ненужных органов во время эмбриогенеза, контроль числа клеток организма, уничтожение вредных и дефектных клеток [1].

В развитии апоптоза можно выделить несколько стадий.

1. Стадия инициации. Сигнал к клетке-мишени о смерти изнутри клетки поступает от повреждений ДНК, от дефицита или отсутствия фактора роста. Сигнал к клетке-мишени извне, который принимает молекула-рецептор.

2. Передача сигнала на фактор р53. Повышение содержания и активности фактора р53 [То же]. Здесь следует уточнить, что в обычных условиях содержание и активность белка р53 поддерживается на низком уровне при помощи белка Mdm 2.

3. Повышение проницаемости митохондриальных мембран. Эта стадия обусловлена наличием специальных каналов, находятся под контролем белков семейства Bcl-2. Белки семейства Bcl-2 находятся в составе митохондриальных мембран и закрывают специальные каналы, то есть являются ингибиторами апоптоза. Белки Bax находятся в цитоплазме, а при апоптогенных сигналах перемещаются к митохондриальным мембранам, где образуют комплекс Bcl-2 / Bах, в результате чего открываются специальные каналы [То же, 5].

В результате открытия каналов из межмембранного пространства митохондрий выходит в цитозоль ряд белков: цитохром С, активирующий прокаспазу-9, белок AIF, активирующий нуклеазы и прокаспаза.

4. Протеолиз каспазами многочисленных белков мишеней, постепенная фрагментация хроматина и завершающие морфологические события: образование апоптозных телец, фагоцитоз этих телец окружающими клетками.

В инициации программы апоптоза важная роль принадлежит гену-супрессору wt53.Белок этого гена – p53 локализован в ядре клетки и является регулятором транскрипции других генов – ген белка p21 и других, которые могут задерживать клетку в G-фазе клеточного цикла.

В норме ген wt53 в клетке молчит. При повреждениях ДНК происходит активация этого гена – увеличение количества его белка. Он блокирует клеточный цикл в фазах G1 и G2 до репликации ДНК и митоза, делая возможной репарацию ДНК, и этим предотвращает появление клеток с мутациями. Если репарация не произошла, то индуцируется апоптоз для защиты организма от присутствия дефектных по геному клеток [1], которые являются потенциально онкогенными [2].

Таким образом, различные нарушения в регуляции апоптоза могут привести к развитию раковых опухолей, аутоиммунных заболеваний, распространению в организме вирусных и бактериальных инфекций.