Μια σημαντική ανακάλυψη στον τομέα της αιμόστασης και της θρόμβωσης φέρνει πιο κοντά την επιστημονική κοινότητα στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ο οργανισμός προστατεύεται από τη δημιουργία επικίνδυνων θρόμβων. Διεθνής ερευνητική ομάδα, με τη συμμετοχή της επιστήμονα του DZHK καθηγήτριας Mihaela Delcea, κατάφερε να αποκαλύψει τον λεπτομερή μηχανισμό ρύθμισης ενός κρίσιμου ενζύμου του αίματος, του ADAMTS13.
Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό “Journal of Thrombosis and Haemostasis”.
Το ADAMTS13 λειτουργεί ως ένας φυσικός μηχανισμός ασφαλείας του οργανισμού, καθώς εμποδίζει τον σχηματισμό μεγάλων και επικίνδυνων θρόμβων που μπορούν να προκαλέσουν απόφραξη μικρών αιμοφόρων αγγείων.
Παρά τη σημαντική αυτή λειτουργία του, ο τρόπος με τον οποίο το ένζυμο παραμένει ανενεργό και ενεργοποιείται την κατάλληλη στιγμή αποτελούσε ένα άλυτο επιστημονικό ερώτημα για περισσότερα από 20 χρόνια.
Η ερευνητική ομάδα από το Γκράιφσβαλντ της Γερμανίας και το Πανεπιστήμιο KU Leuven στο Βέλγιο παρουσίασαν το πιο λεπτομερές μέχρι σήμερα μοντέλο για τη μετάβαση του ADAMTS13 από την κλειστή, ανενεργή μορφή του στην ενεργή κατάσταση.
Όπως εξηγεί ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης Norman Geist από το Πανεπιστήμιο του Γκράιφσβαλντ, ήταν γνωστό ότι το ένζυμο βρίσκεται σε μια “κλειστή” διαμόρφωση, όμως δεν ήταν κατανοητή η δομική λογική που κρύβεται πίσω από αυτήν.
Καθοριστικό ρόλο στην ανακάλυψη φαίνεται να έχει μια εύκαμπτη περιοχή του ενζύμου, ο λεγόμενος L3-linker, η οποία μέχρι σήμερα δεν είχε εκτιμηθεί επαρκώς.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι λειτουργεί σαν προστατευτικό κάλυμμα, μπλοκάροντας σημεία σύνδεσης του ενζύμου και διατηρώντας το σε ανενεργή κατάσταση μέχρι να υπάρξει ανάγκη δράσης.
Ο μηχανισμός θυμίζει ένα “μοριακό φερμουάρ”, όπου διαφορετικά τμήματα του ενζύμου αλληλοσυνδέονται και σταθεροποιούν την κλειστή μορφή του. Όταν το ADAMTS13 χρειάζεται να ενεργοποιηθεί, η δομή αυτή μπορεί να ανοίξει γρήγορα.
Για να καταφέρουν να παρατηρήσουν αυτόν τον πολύπλοκο μηχανισμό, οι επιστήμονες συνδύασαν προηγμένες υπολογιστικές προσομοιώσεις με εργαστηριακά πειράματα.
Χρησιμοποιήθηκε ένας ειδικά ανεπτυγμένος αλγόριθμος από ερευνητές του Γκράιφσβαλντ, ο οποίος επιτρέπει την ακριβή προσομοίωση των κινήσεων βιομορίων. Οι υπολογισμοί πραγματοποιήθηκαν για αρκετά χρόνια σε συστήματα υψηλής υπολογιστικής ισχύος στο Γκέτινγκεν, καθώς απαιτούνταν εξαιρετικά μεγάλος όγκος δεδομένων.
“Η εργασία αυτή δείχνει πώς η σύγχρονη υπολογιστική μοντελοποίηση και η πειραματική έρευνα στη θρόμβωση μπορούν να συνδυαστούν σε ένα πρωτοφανές επίπεδο”, δήλωσε η δρ. Mihaela Delcea, καθηγήτρια Βιοφυσικής Χημείας στο Πανεπιστήμιο του Γκράιφσβαλντ.
Τα ευρήματα δεν προσφέρουν μόνο νέα γνώση για τις βασικές λειτουργίες του ανθρώπινου οργανισμού, αλλά δημιουργούν και προοπτικές για την ανάπτυξη νέων θεραπειών.
Ιδιαίτερη σημασία έχουν για τη θρομβωτική θρομβοπενική πορφύρα (TTP), μια σπάνια αλλά δυνητικά θανατηφόρα νόσο, στην οποία η λειτουργία του ADAMTS13 είναι διαταραγμένη και μπορεί να οδηγήσει στον σχηματισμό μικροθρόμβων.
Η ακριβής κατανόηση του “μοριακού φερμουάρ” του ενζύμου θα μπορούσε στο μέλλον να επιτρέψει τον σχεδιασμό στοχευμένων φαρμακευτικών παρεμβάσεων, οι οποίες θα επαναφέρουν ή θα σταθεροποιούν το ADAMTS13 στη σωστή του κατάσταση.
Η ανακάλυψη αυτή αποτελεί ένα σημαντικό βήμα στην έρευνα της πήξης του αίματος και ενδέχεται να συμβάλει στην ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών θεραπειών για σοβαρές διαταραχές της κυκλοφορίας.
Πηγές:
Γερμανικό Κέντρο Καριδαγγειακών Παθήσεων – DZHK
Προσθέστε το iatronet.gr στο Discover
Ειδήσεις υγείας σήμερα
Ανακαλεί ρολό κοτόπουλο ο ΕΦΕΤ- εντοπίστηκε σαλμονέλα
Φροντιστές: Ο μηρυκασμός των αρνητικών σκέψεων παίζει σημαντικό ρόλο στο στρες τους [μελέτη]
Gnomon Informatics: Καινοτόμος Ψηφιακή Εφαρμογή για ογκολογικούς ασθενείς 12 νοσοκομείων
