0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сверхчеловеческие антитела восстанавливают ткани организма

Сверхчеловеческие антитела восстанавливают ткани организма

Сверхчеловеческие антитела восстанавливают ткани организма

Антитела все чаще превращаются в лекарства благодаря их способности связываться и влиять на функцию других белков в клетках. Поскольку они кодируются генами, то могут быть созданы в лаборатории с использованием генной и белковой инженерии.

На этот раз ученые из Центра рекомбинантных антител в Торонто создали антитела, способные побуждать ткани организма к самовосстановлению.

Антитела сконструированы так, чтобы имитировать ключевые факторы роста — белки, называемые Wnt (произносится как «винт») — эти белки инструктируют стволовые клетки в какие клетки-предшественники им превращаться. Wnt белки также активируют стволовые клетки для восстановления поврежденных тканей у взрослых.

С белками Wnt связана интересная история. В течение многих лет ученые стремились использовать их в качестве инструмента для регенерации тканей. Однако работа буксовала из-за сложной химии молекул — белки Wnt прикрепляются к липидам, что затрудняет их выделение в активной форме.

Десятилетиями биологи пытались очистить белки Wnt и сделать из них лекарства, но все было тщетно. В то же время без очищения их нельзя было использовать в принципе — связанные с белками липиды не позволяли Wnts раствориться в воде, а значит отсутствовала возможность ввести их в организм.

Вот почему исследователи решили создать антитела, которые ведут себя как Wnts, но в то же время обладают водорастворимостью.

Новые антитела назвали FLAg, поскольку они связывают и активируют два класса Wnt-рецепторов, Frizzled и LRP5/6, на поверхности клеток. Эти антитела сконструированы так, чтобы реплицировать любую из сотен возможных комбинаций Wnt-рецепторов (у человека есть 19 различных белков Wnt, которые могут активировать 10 Frizzled и 8 со-рецепторов, включая LRP5/6).

Чтобы создать FLAg, ученые предложили новую молекулярную конфигурацию, не существующую в природе. В то время как природные антитела имеют два сайта связывания, что позволяет им связываться с двумя мишенями, FLAg имеют четыре- это означает, что одна молекула может распознавать несколько рецепторов одновременно и имитировать то, как белки Wnt действуют в организме.

При добавлении в клеточную культуру антитела FLAg смогли заменить белки Wnt — труднодоступный, но необходимый ингредиент — и стимулировать образование кишечных органоидов, происходящих из стволовых клеток. Эти трехмерные клубочки ткани зримо напоминали тонкий кишечник.

А самое поразительное, что при введении мышам антитела FLAg активировали кишечные стволовые клетки, показывая, что они стабильны и способны функционировать внутри организма.

Это открытие вселяет надежду на то, что FLAg могут быть использованы для регенерации поврежденной кишечной оболочки при соответствующих заболеваниях человека. Другие варианты FLAg показывают многообещающие результаты в регенерации легких, печени и костей, а также имеют потенциал для лечения заболеваний глаз.

Сверхчеловеческие антитела восстанавливают ткани организма

Кандидат химических наук О. БЕЛОКОНЕВА.

Хотел бы предложить рассказать на страницах журнала о проблеме восстановления спинного мозга и нервной ткани вообще.

Д. Касьяненко (Украина).

Я инвалид-спинальник с 1961 года и постоянный подписчик журнала с 1963 года. Недавно в местной газете «Во благо» прочитал о том, что в журнале «Нейчур» опубликована статья, посвященная восстановлению поврежденных клеток головного и спинного мозга. Хотелось бы более подробно узнать о содержании этой статьи.

Читать еще:  Экспериментальный препарат предотвратил потерю хряща при остеоартрозе

П. Муравьев (г. Уфа).

Тяжелые травмы позвоночника, сопровождающиеся поражением спинного мозга, всегда считались неизлечимыми. Миллионы людей во всем мире пожизненно приговорены к инвалидной коляске. Около одиннадцати тысяч человек «пополняют ряды» инвалидов-спинальников ежегодно, преимущественно после автомобильных аварий. Также необратимо погибают клетки головного мозга, поэтому невозможно вылечить инсульт, болезнь Паркинсона, рассеянный склероз, болезнь Альцгеймера. Так устроено природой, что отростки нервных клеток (аксоны), по которым «идет» нервный импульс, в спинном и головном мозге млекопитающих после повреждения не восстанавливаются. Любой разрыв в нервном «кабеле» приводит к потере проводимости нервного сигнала — к частичной или полной парализации. Это кажется, по меньшей мере, несправедливым: ведь периферические нервные клетки (например, в конечностях) способны к регенерации после травмы.

Во многих лабораториях мира проводятся эксперименты по использованию эмбриональных стволовых клеток и стромальных клеток костного мозга, способных превращаться в нервные клетки и замещать недостающие звенья нервной системы. Еще один способ восстановить утраченные нервные клетки — «подрезать» отростки нейронов, связывающие центральную нервную систему с периферической. После такой процедуры у поврежденных клеток появляются новые ответвления в волокне центральной нервной системы.

В феврале 2000 года в журнале «Nature» было опубликовано сообщение, что английские ученые из медико-фармацевтической компании SmithKline Beecham («Смитклайн Бичем») обнаружили ген, который не позволяет нервным клеткам восстанавливаться после травмы. Ген назвали «nogo» (хода нет), то есть «запрещающий». Этот ген — своего рода внутриклеточный светофор, причем «красный свет» горит только в клетках центральной нервной системы. В периферических же нервах (да и в других органах и тканях организма) запрещающего сигнала для роста клеток нет — ген «nogo» находится в нерабочем состоянии. Ген нужен, по-видимому, для того, чтобы предохранить главные пути передачи нервного импульса от бесконтрольного разрастания и разветвления. Это-то и сослужило плохую службу миллионам парализованных людей.

Конечно же, блокирует рост нервов не сам ген, а белок, который синтезируется по нуклеотидной записи, сделанной в этом гене. Английские ученые считают, что запрещающий белок химически связан с оболочкой, служащей изолятором для нервных волокон, по которым проходит электрический импульс. Но, по мнению руководителя работ в «Смитклайн Бичем» Фрэнка Уолша, еще предстоит большая работа по установлению механизма действия нового белка. Пока же ученым удалось встроить ген «nogo» в культуру клеток, после чего эти клетки произвели в достаточном количестве запрещающий белок. Белок выделили и добавили к растущей культуре нервных клеток головного мозга крыс, и клетки замедлили свой рост.

Другая научная группа под руководством Мартина Шваба из Института мозга в Цюрихе (Швейцария) занималась изучением этой проблемы 15 лет. Ученым удалось синтезировать антитела, которые взаимодействуют с молекулами запрещающего белка, не давая ему возможности «приступить к делу». В первой серии экспериментов Шваб поместил антитела в пробирку с отдельными нервными клетками, и клетки начали выпускать отростки — аксоны, связывающие их друг с другом для проведения нервного импульса. В последующих опытах швейцарские ученые перерезали нервные окончания в спинном мозге крыс, что вызвало их частичную парализацию. Введение препарата антител в течение двух недель восстановило двигательную активность животных практически полностью!

Но Фрэнк Уолш и Мартин Шваб думают, что их открытие — только самое начало долгого пути к лечению тяжелых поражений нервной системы.

Известный американский киноактер Кристофер Рив, парализованный с 1995 года после падения с лошади, финансирует научные исследования по восстановлению нервных клеток в Йельском университете (США). Он готов принять участие в клинических испытаниях швейцарского ученого Шваба, которые, по его мнению, должны начаться в ближайшие пять лет. Пока это единственная «соломинка», за которую могут ухватиться он и миллионы других людей, обреченных на неподвижность.

Читать еще:  Счастливая футболка: гимнастки поддержали детей с онкологическими заболеваниями

Заболевания суставов и соединительной ткани

Иммунные реакции сопровождаются воспалением, которое в норме является защитным процессом и стихает, когда отпадает необходимость в защите. Однако при аутоиммунных болезнях воспаление может стать хроническим и привести к повреждению нормальных тканей. Например, при ревматоидном артрите в результате хронического воспаления поражаются суставные хрящи. При этом страдают несколько суставов, так как антитела циркулируют с кровью по всему организму.

Воспаление может развиваться в соединительной ткани внутри и вокруг суставов, а также в других тканях организма. Обычно в воспалительный процесс вовлекаются и мышцы, а иногда и оболочки, которые окружают сердце (перикард), легкие (плевра) и даже мозг. Характер и тяжесть симптомов зависят от того, какие органы поражены.

Диагностика всех аутоиммунных болезней основывается на типичных симптомах, результатах общего осмотра и лабораторных анализов. Иногда бывают такие сочетания симптомов, что невозможно поставить диагноз конкретного заболевания соединительной ткани. В этих случаях диагностируется недифференцированное заболевание соединительной ткани или перекрестный синдром.

Болезни соединительной ткани часто сопровождаются анемией (снижением содержания эритроцитов в крови). При этом в анализах крови определяется увеличение скорости оседания эритроцитов (СОЭ). Увеличение этого по­казателя свидетельствует о наличии активного воспали­тельного процесса в организме, но не позволяет определить причину воспаления. Контролируя СОЭ, врач может определить, идет ли болезнь на убыль параллельно уменьшению симптомов.

При некоторых болезнях соединительной ткани в крови могут быть обнаружены необычные антитела. При наличии антител, специфических для какой-либо болезни, подтверждается диагноз соответствующей болезни. Например, антитела к двухспиральной ДНК выявляются почти исключительно при системной красной волчанке. Однако при большинстве болезней соединительной ткани антитела не специфичны. Например, у 70% больных ревматоидным артритом обнаруживаются антитела, называемые ревматоидным фактором, но у остальных больных их нет; кроме того, ревматоидный фактор может выявляться и при некоторых других заболеваниях. В таких случаях результаты лабораторного исследования хотя и помогают врачу в диагностике, но не позволяют поставить точный диагноз.

Когда болезнь поражает определенную ткань или орган, врач может сделать биопсию, то есть взять образец ткани из этого органа и исследовать ее под микроскопом. Результаты позволяют подтвердить диагноз и контролировать течение болезни.
Лечение зависит от вида болезни и степени ее тяжести. Лекарственная терапия назначается для уменьшения воспаления. Когда воспаление вызывает тяжелые симптомы или угрожает жизни, интенсивное лечение должно быть начато немедленно.

К лекарствам, уменьшающим воспаление, относятся нестероидные противовоспалительные средства (НПВС), на­пример аспирин и ибупрофен, которые применяются при легких формах указанных заболеваний и внезапных обострениях. Эти препараты обладают также болеутоляющим действием. Некоторые НПВС можно приобрести без рецепта, но препараты, содержащие их в высоких дозировках, как правило необходимых при лечении аутоиммунных болезней, продаются по рецепту. Если лекарство принимается в средних дозах в течение недолгого времени, побочные эффекты (наиболее частый из них – расстройство желудка) чаще всего незначительны. Но бывают и тяжелые множественные побочные эффекты, особенно если лекарство принимается в высоких дозах или в течение длительного времени.

Кортикостероиды – синтетические препараты естественных гормонов; они обладают очень мощным противовоспалительным действием. Эти препараты назначаются внутрь или в инъекциях. Преднизолон – наиболее широко используемый кортикостероид – принимают внутрь. Низкие дозы кортикостероидов иногда приходится принимать в течение нескольких месяцев или лет даже после того, как воспаление подавлено более высокими дозами препаратов. По сравнению с НПВС кортикостероиды вызывают гораздо более тяжелые побочные эффекты – повышение уровня сахара в крови, увеличение риска инфекционных осложнений, остеопороз, задержку воды в организме и повреждение кожи. Во избежание этого врач обычно назначает минимально эффективную дозу, особенно для длительного лечения.

Читать еще:  Германия запретила допуск непривитых детей в детсады и школы

Иммунодепрессанты (препараты, подавляющие иммунитет), такие как метотрексат, азатиоприн и циклофосфамид, подавляют иммунную реакцию и тем самым уменьшают воспаление. Эти лекарства (некоторые из них используются также для лечения онкологических заболеваний) могут иметь опасные побочные эффекты. При длительном применении азатиоприна и циклофосфамида увеличивается риск развития отдельных видов злокачественных новообразований. Некоторые иммунодепрессанты негативно влияют на репродуктивную (детородную) функцию. Из-за подавления иммунитета самые обычные инфекции могут представлять угрозу для жизни. Поэтому наиболее мощные иммунодепрессанты, как правило, назначаются только в тяжелых случаях.

Антитела — это защитные силы организма

Специфические глобулины, образованные организмом под действием антигена, носят название антител. К их особым свойствам относят способность соединения с антигеном, вызвавшим их образование, а также обеспечение защиты организма от воздействия инфекционных возбудителей. Антитела — это нейтрализаторы инфекционных агентов, понижающие восприимчивость последних к воздействию комплемента или фагоцитов.

Различают две категории антител:

  1. Преципитирующие, или полные. Их взаимодействие с антигеном дает видимый иммунологический процесс, такой как реакции преципитации или агглютинации.
  2. Неприципитирующие, или неполные. Это категория блокирующих антител. Они не дают видимой реакции в момент соединения с антигеном.

Содержание антител в сыворотке крови человека

Антитела имеют различный характер воздействия на микроорганизмы: антитоксический, антимикробный и антиклеточный. Существуют антитела, которые нейтрализуют вирусы и обездвиживают спирохеты.

Дифференцируют антитела на те, что склеивают эритроциты (гемагглютинины), растворяют эритроциты (гемолизины) и умерщвляют клетки животных (цитотоксины).

Против собственного белка при разрушениях органов и тканей выступают аутоантитела. Они вырабатываются путем освобождения антигена при изменениях химической структуры организма.

В сыворотке крови можно обнаружить циркулирующие антитела. Это анализ на антитела, проводимый на основании иммунологических реакций, таких как связывание комплемента, преципитации или агглютинации. Он показывает как внутриклеточные, так и связанные с поверхностью клетки, формы.

Иммунитет. Функции антител

В сыворотке крови практически здорового человека содержатся естественные антитела. Это тела, обеспечивающие иммунитет. Их образование, по мнению иммунологов, происходит по трем основным механизмам:

  1. Генетическая обусловленность без антигенного раздражителя.
  2. Реакция организма на незначительные атаки инфекций, неспособных вызвать заболевание.
  3. Ответ организма человека на групповое воздействие микроорганизмов или антигена пищи.

Химическое строение антител

Антитела тесно связаны с фракцией Y-глобулина сывороточного белка. При его отсутствии возникает заболевание агаммаглобулинемия, при котором антитела не вырабатываются организмом. Иммуноглобулины делятся на пять, различных по химической структуре и биологическим функциям, классов: G, A, M, D, E.

Иммуноглобулины класса G, или антитела igG, играют самую важную роль в формировании иммунитета при проявлении различных форм и видов заболеваний.

Накопление антител igG в организме происходит постепенно. В самом начале болезни их количество невелико. Но по мере развития клинической картины, количество антител начинает стремительно расти, обеспечивая защитную функцию организма.

Структура иммуноглобулинов

Структура иммуноглобулина класса G представляет собой молекулу мономера из 4-х полипептидных белковых связей. Это две пары, каждая из которых состоит из одной тяжелой и одной легкой цепи. На окончаниях цепей каждая пара имеет участок, так называемый «активный центр». Центр отвечает за связь с антигеном, вызывающим образование антител. Антитела igG на своих окончаниях имеют по два «активных центра». Следовательно, они являются двухвалентными и способны связывать по две молекулы антигена. Антитела — это нейтрализующий фактор инфекционных проявлений.

Под электронным микроскопом молекула igG имеет форму вытянутого эллипса с тупыми концами. Конфигурация в пространстве активной части антитела напоминает небольшую полость, соответствующую антигенному детерминанту, как замочная скважина соответствует ключу.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector