Vědci z Univerzity Palackého (UP) v Olomouci a Masarykova onkologického ústavu v Brně přišli s převratnou metodou zkoumající proteotoxický stres buněk, který vede k neurodegenerativním nemocem a rakovině. Metoda kombinuje cílené poškození proteinů uvnitř jednotlivých buněk za využití nanočástic stříbra a laserového paprsku a souběžnou mikroskopickou analýzu. Objev ocenil i významný vědecký časopis Nature Communications.
Výzkum je zaměřený na staré a poškozené bílkoviny, které mohou v lidském těle v krajních případech způsobovat problémy vedoucí až k rozvoji Alzheimerovy a Parkinsonovy choroby či nádorových onemocnění.
Vědci vycházeli z toho, že bílkoviny neboli proteiny, základní stavební kameny živých organismů, mají jen dočasnou životnost. Staré, poškozené a defektní proteiny přitom mohou způsobovat problémy i ohrozit život. Pokud se totiž buňka neumí takových proteinů zbavit či alespoň neutralizovat jejich škodlivý vliv, dochází k rozvoji nemocí. Důležitá součást výzkumu těchto nemocí je proto zkoumání proteinového stresu na buněčné úrovni. Vědci studují faktory, které tento stres způsobují nebo umocňují, až dosud ale bylo prakticky nemožné cíleně poškodit proteiny v buňce.
Nová metoda umožňuje procesy v těchto bílkovinách (proteinech) sledovat a zkoumat; využívá speciální nanočástice stříbra, známé jako plasmonické nanočástice, které fungují jako miniaturní, ale velmi výkonné zdroje tepla, jež je možné aktivovat zacíleným laserovým paprskem.
„Plasmonické nanočástice po ozáření absorbují laserové světlo a následně vyzáří intenzivní teplo, které v mikroskopickém měřítku poškodí proteiny v bezprostřední blízkosti,“ uvedl spoluautor studie Aleš Panáček z katedry fyzikální chemie přírodovědecké fakulty.
Tepelné poškození napodobí přirozenou proteinovou degeneraci a spustí příslušné buněčné procesy. Vědec si tak díky metodě může vybrat konkrétní část buňky, kam nasměruje laser, a v dané oblasti buňku doslova popálí, aby pak mohl mapovat následné procesy.
Efektivnější léčba nádorů
Ve studii zveřejněné prestižním vědeckým časopisem vědci představili nejen tuto novou metodu. „S jejím využitím jsme odhalili i dosud netušené souvislosti mezi způsoby, jak buňka s poškozenými proteiny nakládá, a objevili také nový faktor, který se významně podílí na jejich odstranění,“ uvedl Martin Mistrík z Ústavu molekulární a translační medicíny olomoucké lékařské fakulty.
Metoda má podle Mistríka velký přínos při zkoumání nemocí i při jejich prevenci. „V budoucnu nám farmakologické cílení takových faktorů pomůže například zefektivnit protinádorovou termoterapii, případně povede k prevenci či terapii výše uvedených degenerativních nemocí,“ dodal spoluator studie.
