Αποκαλύφθηκε ο μηχανισμός επικοινωνίας των κυττάρων με το περιβάλλον τους

Σημαντικό βήμα στη κατανόηση των μεταφορέων των κυττάρων των ανωτέρων οργανισμών, κατόρθωσαν επιστήμονες του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών (Καθ. Γιώργος Διαλλινάς, Τμήμα Βιολογίας, Σχολή Θετικών Επιστημών & Καθ. Μάνος Μικρός, Τμήμα Φαρμακευτικής, Σχολή Επιστημών Υγείας), του Imperial College (Prof. Bernadette Byrne) και του Warwick University (Prof. Alex Cameron) της Αγγλίας.

Τα κύτταρα όλων των οργανισμών, από ένα απλό βακτήριο ως τα κύτταρα του ανθρώπινου εγκέφαλου, για να λειτουργήσουν και επιβιώσουν, προσλαμβάνουν συνεχώς τροφή και μοριακά σήματα από το περιβάλλον τους και συγχρόνως αποβάλλουν συσσωρευμένες τοξικές ενώσεις από το εσωτερικό τους. Η μεμβράνη όμως των κυττάρων είναι πρακτικώς μη διαπερατή, ακόμη και από μικρά μόρια όπως το νερό, ιόντα και τα προϊόντα του μεταβολισμού. Η απαραίτητη και εξαιρετικά ελεγχόμενη πρόσληψη και αποβολή ουσιών γίνεται αποκλειστικά δια μέσου πρωτεϊνών ενσωματωμένων στην κυτταρική μεμβράνη, γνωστών ως μεταφορέων. Η βιολογική σημασία των πρωτεϊνών αυτών αντανακλάται σε μια σειρά σοβαρών γενετικών ασθενειών (κυστική ίνωση, διαβήτης, ελαττωματική νευροδιαβίβαση κτλ) αλλά και στην δράση των φαρμάκων-αντιβιοτικών, καθώς η δράση των τελευταίων είναι συνδεμένη με την πρόσληψη και αποβολή τους από τα κύτταρα.

Παρ’ όλη τη σημασία τους, γνωρίζουμε ελάχιστα για τον μηχανισμό δράσης των μεταφορέων, κυρίως λόγω πειραματικών δυσκολιών στη μελέτη τους. Τη διαδικασία αυτή «φωτίζουν» με τα ευρήματά τους οι επιστήμονες από τις προαναφερόμενες Σχολές. Χρησιμοποιώντας ως πρότυπο σύστημα γενετικών μελετών το νηματοειδή μύκητα (μούχλα) Aspergillus nidulans παράλληλα με την ανάπτυξη μεθοδολογιών απομόνωσης, καθαρισμού, σταθεροποίησης, κρυστάλλωσης και δομικής ανάλυσης ενός μεταφορέα πουρινών (δομικά στοιχεία του DNA), οι ερευνητικές ομάδες οδηγήθηκαν σε δυο πρωτότυπα και αναπάντεχα ευρήματα:

1. ο μεταφορέας φαίνεται ότι, πέραν ενός βασικού κέντρου δέσμευσης των ουσιών που μεταφέρει, διαθέτει μια σειρά «μοριακών φίλτρων» τα οποία ελέγχουν με εξαιρετική ακρίβεια ποια ουσία θα μεταφερθεί, και
2. δύο μόρια του μεταφορέα έρχονται σε στενή αλληλεπίδραση μεταξύ τους και ο διαμερισμός αυτός καθορίζει την φυσιολογική λειτουργία του.

Τα ευρήματα αυτά αναθεωρούν τη γνώση μας για τον μηχανισμό δράσης των μεταφορέων και έχουν προφανή  σχέση με χρήση των μεταφορέων ως μοριακών εργαλείων στον σχεδιασμό νέων φαρμακολογικών εφαρμογών υψηλής και ειδικευμένης στόχευσης, όπου ένα φάρμακο θα προσλαμβάνεται αποκλειστικά από το κύτταρο-στόχο και όχι από τα υγιή κύτταρα.

Η εργασία αυτή δημοσιεύθηκε προ δύο ημερών στο έγκριτο περιοδικό Nature Communications (επισυνάπτεται).

Θερμά συγχαρητήρια στην Ερευνητική Ομάδα και ιδιαιτέρως στους Έλληνες συμμετέχοντες έδωσε με αυτή την αφορμή, ο Θάνος Δημόπουλος, Πρύτανης του ΕΚΠΑ. «Η συνεισφορά τους όχι μόνο στην Επιστήμη αλλά και στη διεθνή προβολή του Ιδρύματος είναι σημαντική. Θα μπορούσε δε να αποτελέσει, επίσης, πρότυπο για άλλες διατμηματικές και διεθνείς επιστημονικές συνεργασίες του ΕΚΠΑ» σχολίασε.

Είναι σημαντικό να επισημανθεί ότι η έρευνα των Ελληνικών ομάδων είχε ελάχιστη οικονομική ενίσχυση από το κράτος και βασίστηκε κυρίως σε χρηματοδοτήσεις από τα κοινωφελή Ιδρύματα Ι. Λάτσης & Fondation Santé.

ncomms11336