“Tìm hiểu cơ chế phân tử ngăn ngừa ung thư”

Các nhà nghiên cứu đã xác định được một quá trình quan trọng trong quá trình chết tế bào để ngăn chặn ung thư lây lan qua các cơ chế phân tử khác nhau trong giai đoạn đầu của bệnh. Nghiên cứu đã được công bố trong ‘Những tiến bộ khoa học’.

Tiến sĩ Luke Clifton tại STFC ISIS Neutron and Muon Source (ISIS) ở Oxfordshire đã dẫn đầu nghiên cứu, với đồng trưởng nhóm là Giáo sư Gerhard Grobner tại Đại học Ume và các đối tác tại European Spallation Source ở Thụy Điển. Đây là nghiên cứu mới nhất trong một loạt các hợp tác nghiên cứu của nhóm này, xem xét các protein tế bào gây ra quá trình chết theo chương trình. Apoptosis rất cần thiết cho sự sống của con người, và sự gián đoạn của nó có thể khiến các tế bào ung thư phát triển và trở nên không đáp ứng với điều trị ung thư. Trong các tế bào khỏe mạnh, nó được điều hòa bởi hai loại protein có vai trò đối nghịch nhau là Bax và Bcl-2.

Protein Bax hòa tan chịu trách nhiệm loại bỏ các tế bào cũ hoặc bị bệnh và khi được kích hoạt, nó sẽ chọc thủng màng ty thể của tế bào để tạo thành các lỗ kích hoạt quá trình chết theo chương trình của tế bào. Điều này có thể được cân bằng bởi Bcl-2, được nhúng trong màng ty thể, nơi nó hoạt động để ngăn chặn sự chết sớm của tế bào bằng cách thu giữ và cô lập protein Bax. Trong các tế bào ung thư, protein sinh tồn Bcl-2 được sản xuất quá mức, dẫn đến sự tăng sinh tế bào không bị cản trở. Mặc dù quá trình này từ lâu đã được hiểu là quan trọng đối với sự phát triển ung thư, tuy nhiên, vai trò chính xác của Bax và màng ty thể trong quá trình chết theo chương trình cho đến nay vẫn chưa rõ ràng.

Tiến sĩ Luke Clifton, nhà khoa học STFC ISIS Neutron và Muon Source, đồng tác giả chính, giải thích: “Công trình này đã nâng cao kiến ​​thức của chúng ta về các quá trình cơ bản của tế bào động vật có vú và mở ra những khả năng thú vị cho nghiên cứu trong tương lai. Hiểu được mọi thứ trông như thế nào khi các tế bào hoạt động bình thường là một bước Điều quan trọng là phải hiểu điều gì xảy ra trong các tế bào ung thư và điều này có thể mở ra cơ hội cho các phương pháp điều trị khả thi.” Nhóm đã sử dụng một kỹ thuật được gọi là phép đo phản xạ neutron (được thực hiện bằng cách sử dụng các thiết bị Surf và Offspec hiện đại của ISIS) cho phép họ nghiên cứu cách Bax tương tác với lipid trong màng ty thể. Điều này dựa trên các nghiên cứu trước đây của họ về Bcl-2 gắn màng.

Sử dụng phép đo phản xạ neutron trên SURF và OFFSPEC, họ có thể nghiên cứu trong thời gian thực cách protein tương tác với lipid có trong màng ty thể, trong giai đoạn đầu của quá trình chết theo chương trình. Sử dụng ghi nhãn đồng vị deuterium, lần đầu tiên họ xác định rằng khi Bax tạo ra lỗ chân lông, nó sẽ chiết xuất lipid từ màng ty thể để tạo thành các cụm lipid-Bax trên bề mặt ty thể. Sử dụng phép đo phản xạ neutron được phân giải theo thời gian kết hợp với quang phổ hồng ngoại bề mặt trong phòng thí nghiệm sinh học ISIS, họ có thể thấy rằng việc tạo ra các lỗ chân lông này xảy ra trong hai giai đoạn. Sự hấp phụ nhanh chóng ban đầu của Bax lên bề mặt màng ty thể được theo sau bởi sự hình thành chậm hơn của các lỗ chân lông phá hủy màng và các cụm Bax-lipid, xảy ra đồng thời. Quá trình thủng chậm hơn này xảy ra trong khoảng thời gian vài giờ, có thể so sánh với quá trình chết tế bào in vivo.

Đây là lần đầu tiên các nhà khoa học tìm thấy bằng chứng trực tiếp về sự tham gia của lipid ty thể trong quá trình phá vỡ màng trong quá trình chết tế bào do protein Bax khởi xướng. Tiến sĩ Luke Clifton nói thêm: “Theo những gì chúng tôi biết, cơ chế mà Bax bắt đầu quá trình chết tế bào chưa từng được biết đến trước đây. Khi chúng tôi tìm hiểu thêm về sự tương tác giữa Bax và Bcl-2 và cách nó liên quan đến cơ chế này, chúng tôi sẽ có một bức tranh hoàn thiện hơn về các quá trình cơ bản đối với sự sống của con người. Công trình này thực sự cho thấy khả năng của phép đo phản xạ neutron trong nghiên cứu cấu trúc sinh hóa của màng.”

Những phát hiện này được xây dựng dựa trên các nghiên cứu trước đây của nhóm về cơ chế phân tử của Bcl-2 gắn màng để cung cấp hiểu biết đầy đủ hơn về giai đoạn đầu của quá trình chết theo chương trình. Giáo sư Gerhard Grobner, nhà khoa học của Đại học Umea và đồng tác giả chính cho biết: “Những phát hiện độc đáo ở đây sẽ không chỉ có tác động đáng kể trong lĩnh vực nghiên cứu quá trình chết theo chương trình mà còn mở ra cơ hội khám phá Bax và họ hàng của nó như những mục tiêu hấp dẫn trong liệu pháp điều trị ung thư. .bằng cách điều chỉnh khả năng tiêu diệt tế bào của chúng.” ()