Bagaimana sistem imun anda menggunakan kekacauan untuk mencegah penyakit
Penyelidikan baru, muncul dalam jurnal Komunikasi Alam, mengungkap mekanisme baru yang berfungsi dalam fungsi selular. Perubahan kepekatan protein yang kacau membantu memastikan sistem imun kita sentiasa peka dan berfungsi, mencegah penyakit kronik, seperti barah dan diabetes.
Penyelidikan moden telah menemui banyak mekanisme yang salah dalam penyakit barah, namun masih banyak lagi yang boleh ditemui oleh sains.
Pada tahap sel, beberapa mekanisme ini berkisar pada apa yang disebut oleh pakar perubatan sebagai jalur isyarat. Laluan isyarat sel mengatur pertumbuhan, kelangsungan hidup, dan percambahan sel.
Pada barah, beberapa protein isyarat hiperaktif, yang menyebabkan pertumbuhan dan percambahan sel tumor, sementara yang lain - yang biasanya bertindak sebagai penekan tumor - tidak berfungsi dengan betul.
Oleh itu, memahami dinamika yang ada di dalam sel adalah kunci untuk mencegah dan mengatasi barah dan banyak penyakit kronik yang lain.
Penyelidikan baru mungkin telah menemukan jalan baru dalam hal ini, kerana tiga saintis telah menemukan mekanisme baru pengaturan sel: kekacauan.
Penyelidik kedoktoran Mathias Heltberg dan profesor Mogens Høgh Jensen - kedua-duanya dari Institut Niels Bohr di University of Copenhagen di Denmark, bersama dengan Sandeep Krishna dari Pusat Nasional Sains Biologi di Bangalore, India, berangkat untuk menyiasat bagaimana protein tertentu merangsang gen aktiviti.
Para saintis mendapati bahawa dinamik huru-hara adalah jawapannya. Protein yang mereka kaji adalah Nuclear factor-κB (NF-kB).
NF-kB adalah kunci untuk memastikan sistem ketahanan badan sentiasa peka dan berfungsi. Oleh itu, penemuan ini dapat membantu mencegah lebih daripada sekadar barah: diabetes dan penyakit Alzheimer juga boleh menjadi sasaran sekiranya para penyelidik memahami dengan lebih baik bagaimana cara kerja pertahanan semula jadi tubuh.
Kekacauan sangat penting untuk tindak balas imun
NF-kB adalah faktor transkripsi yang sangat penting untuk kedua-dua fungsi imun bawaan dan adaptif, dan juga memediasi tindak balas keradangan. Akibatnya, tahap dalam badan berubah mengikut masa, mempengaruhi fungsi gen dan sel.
Kajian terbaru menunjukkan bahawa pemberian isyarat NF-kB juga memainkan peranan penting dalam barah, yang memberikan kaitan antara perkembangan barah dan keradangan.
Dalam kajian semasa, Prof Jensen dan rakan-rakannya menggunakan pengiraan matematik dan eksperimen makmal untuk menunjukkan bahawa naik turunnya kepekatan NF-kB mengaktifkan gen yang sebaliknya akan diam.
Protein NF-kB perlu berada dalam keadaan huru-hara untuk mengaktifkan gen yang tepat yang memungkinkan untuk tindak balas imun yang optimum, kajian menunjukkan.
Sehingga kini, para penyelidik percaya bahawa semua organisma hidup menghindari dinamika yang huru-hara. Tetapi kajian baru ini mencabar kepercayaan ini, kerana para penyelidik menunjukkan bahawa perubahan kepekatan protein yang kacau sangat penting untuk mengaktifkan gen utama.
"Kekacauan adalah dinamika yang ditentukan secara matematis, yang, misalnya, sebelumnya telah digunakan untuk menjelaskan perubahan besar dalam sistem cuaca," jelas Prof Jensen.
"Dengan kerumitan yang sangat besar yang mencirikan makhluk hidup yang lebih tinggi, terbukti bahawa dinamika yang huru-hara akan berlaku dalam pelbagai jenis sistem. Tetapi bagaimana kekacauan memainkan peranan penting dalam sel hidup adalah sesuatu yang baru, ”tambah penyelidik.
Implikasi untuk diabetes, barah, Alzheimer
Para penyelidik juga memperhatikan implikasi terapi dari penemuan tersebut. Ubat baru, kata Heltberg, pengarang bersama kajian itu, dapat "memastikan fungsi protein yang betul."
"Terapi juga dapat melibatkan penarikan dan pengujian sel dari tubuh untuk mengukur apakah sel berada dalam kondisi yang tepat untuk memiliki ayunan yang benar," lanjut Heltberg.
"Jika tidak, mungkin untuk meramalkan dan menemui penyakit sebelum ia muncul."
Prof Jensen bersetuju:
"Hasilnya dapat memberikan dampak yang besar pada pemahaman kita tentang bagaimana fungsi sistem kekebalan tubuh dan bagaimana kejadian beberapa penyakit yang paling serius, termasuk diabetes, barah dan Alzheimer, dapat dihindari."
Prof Mogens Høgh Jensen
