Co je mořská sasanka v biologii?

Kliknutím na tlačítko souhlasíte se zpracováním vašich osobních údajů. Smlouva o zpracování osobních údajů.

MENU Navigační nabídka

• • 117292, Moskva, st. Vavilová, 57 let
    dnes od 10:00 do 18:00
    Tel .: 8 (499) 783-22-53
    Exkurzní kancelář: 8 (499) 134-61-24
    Podrobnosti

  Vstupenky zakoupené na oficiálních stránkách moskevského starosty
  www.mos.ru, lze vydat pro vrácení
  prostřednictvím digitální cestovní platformy RUSSPASS.
  Chcete-li požádat o vrácení, zašlete žádost
  prostřednictvím sekce „Napište nám“ na webu
  www.russpass.ru
  nebo e-mailem [email protected]

  • JAK SE TAM DOSTAT?!
  • prázdniny
  • Dění
  • Výstavy
  • STŘECHA MUZEA
  • Muzejní akce
  • Novinky MOS.RU
  • NAROZENINY
  • Pro děti
  • Výstavní programy
  • Interaktivní programy
  • Hlavní třídy
  • Přednášky
  • Soutěže
  • • 117292, Moskva, st. Vavilová, 57 let
      dnes od 10:00 do 18:00
      Tel .: 8 (499) 783-22-53
      Exkurzní kancelář: 8 (499) 134-61-24
      Podrobnosti

    Vstupenky zakoupené na oficiálních stránkách moskevského starosty
    www.mos.ru, lze vydat pro vrácení
    prostřednictvím digitální cestovní platformy RUSSPASS.
    Chcete-li požádat o vrácení, zašlete žádost
    prostřednictvím sekce „Napište nám“ na webu
    www.russpass.ru
    nebo e-mailem [email protected]

    • NEZTRATE SE V MUZEU
    • VYSTAVENÍ
    • Interaktivní centrum
    • Interaktivní výstava
    • Prázdniny v roce 2023
    • Výstavy 2023
    • MODERNÍ UMĚNÍ
    • SKLENÍK
    • STŘECHA MUZEA
    • MOSKVA. Místo výskytu
    • EcoMoskva
    • EKO stezka
    • Paleopark
    • Živá výstava
    • Sbírka online
    • Environmentální programy
    • DOTAZY
    • Muzeum pro mládež
    • Večer v Muzeu
    • Projekt “Hlas severu”
    • Seznamte se s přírodními rezervacemi!
    • Laboratoře
    • vyšetřování DNA
    • Představení a projekce
    • Přístupné muzeum
    • Hlavní třídy
    • Projekt “Muzea pro děti”
    • Oblíbený návštěvník
    • Koncerty
    • Narozeniny v muzeu
    • Dětská promoce
    • třídy IVF
    • Život pod mikroskopem
    • Muzejní lekce
    • Předškolní akademie
    • Laboratoř vynálezů
    • Biokruh
    • Umělecké studio
    • Pravidla
    • Předmět a cena
    • Průvodci výstavou
    • Muzeum pro učitele
    • Klub učitelů
    • Víkendové výlety
    • Pro návštěvníky s handicapem
    • • 117292, Moskva, st. Vavilová, 57 let
        dnes od 10:00 do 18:00
        Tel .: 8 (499) 783-22-53
        Exkurzní kancelář: 8 (499) 134-61-24
        Podrobnosti

      Vstupenky zakoupené na oficiálních stránkách moskevského starosty
      www.mos.ru, lze vydat pro vrácení
      prostřednictvím digitální cestovní platformy RUSSPASS.
      Chcete-li požádat o vrácení, zašlete žádost
      prostřednictvím sekce „Napište nám“ na webu
      www.russpass.ru
      nebo e-mailem [email protected]

      • YouTube | náš video kanál
      • Sketchfab | kolekce ve 3D
      • Videa našich dobrovolníků
      • ZOOM třídy pro děti
      • kdo co jí?
      • Kdo žije ve skořápce?
      • Rexik vyšetřuje
      • nebojím se tě
      • Video
      • expozice
      • Sbírky
      • exkurze
      • Muzejní akce
      • O muzeu
      • • 117292, Moskva, st. Vavilová, 57 let
          dnes od 10:00 do 18:00
          Tel .: 8 (499) 783-22-53
          Exkurzní kancelář: 8 (499) 134-61-24
          Podrobnosti

        Vstupenky zakoupené na oficiálních stránkách moskevského starosty
        www.mos.ru, lze vydat pro vrácení
        prostřednictvím digitální cestovní platformy RUSSPASS.
        Chcete-li požádat o vrácení, zašlete žádost
        prostřednictvím sekce „Napište nám“ na webu
        www.russpass.ru
        nebo e-mailem [email protected]

        • jak se k nám dostat
        • jestli máš hlad
        • jak si výstavu nejlépe prohlédnout
        • pomoc v nouzi
        • Muzejní publikace
        • Edice pro děti
        • Vědecké sbírky
        • Výroční zprávy
        • Sborník Darwinova muzea
        • Документация
        • Přístupné muzeum
        • Vývoj muzea
        • Dárci
        • Partneři muzea
        • Vaše akce je s námi
        • Nezávislé posouzení
        • finanční zajištění
        • Požární bezpečnost
        • Protikorupční
        • Vzdělávací aktivity
        • Pracovníci muzea
        • Dobrovolnictví
        • Jobs
        • Klub přátel muzea
        • Pro média
        • Akreditace novinářů
        • Média o nás
        • Vytvoření muzea. Zakladatelé
        • 1964-1988
        • 1988–2000
        • Výstavba muzea
        • Vyznamenání
        • • 117292, Moskva, st. Vavilová, 57 let
            dnes od 10:00 do 18:00
            Tel .: 8 (499) 783-22-53
            Exkurzní kancelář: 8 (499) 134-61-24
            Podrobnosti

          Vstupenky zakoupené na oficiálních stránkách moskevského starosty
          www.mos.ru, lze vydat pro vrácení
          prostřednictvím digitální cestovní platformy RUSSPASS.
          Chcete-li požádat o vrácení, zašlete žádost
          prostřednictvím sekce „Napište nám“ na webu
          www.russpass.ru
          nebo e-mailem [email protected]

          • Konference 2024
          • Konference 2023
          • Kurzy 2024
          • Archiv událostí
          • Další vzdělávání
          • Vaše akce je s námi
          • Muzejní publikace
          • Výroční zprávy
          • Články
          • Vzdělávací filmy
          • Statistika
          • Historie sbírek
          • Popis sbírek
          • Skladové sbírky
          • Databáze
          • Strážci říkají
          • 3D muzejní sbírka
          • Putovní výstavy
          • Pro cestovní kanceláře
          • Muzeum pro učitele
          • Klub učitelů
          • Archiv zřizovatele muzea
          • • 117292, Moskva, Vavilova ul., 57
              Muzeum je otevřeno každý den v roce kromě:
              Každé pondělí
              Běžná otevírací doba je od 10.00:6.00 do XNUMX:XNUMX
              vice
              Mapa umístění ↓
            • VÝSTAVY
            • Mapa muzea
            • Zvukový průvodce
            • Přístupnost
            • Stravování a pití
            • Návštěva s dětmi
            • V případech nouze
            • Soutěž
            • Eco Moskva
            • Environmentální cesta
            • Každoroční veřejné festivaly
            • DEN ZEMĚ 2020
            • Fotografické soutěže
            • PALEOPARK
            • Přiblížení pozadí
            • AR-QUEST
            • Muzejní sbírky
            • Pravidla přístupu ke sbírkám
            • Pro profesionální použití
            • Historie sbírek
            • Putovní výstavy
            • Příběhy muzejních sbírek
            • Obecná informace
            • Výroční zprávy
            • Kontakty
            • Vybrané novinky

            Článek do soutěže “bio/mol/text”: Moderní medicínu si nelze představit bez antibiotik, protilátek a sekundárních rostlinných metabolitů. Ale to jsou všechno poměrně standardní připojení, která se používají již dlouhou dobu. Není načase začít hledat nová řešení starých problémů v pokladnici oceánské biodiverzity a mimořádných tvorů a interakcí? Možná právě v jeho modrých hlubinách nalezne lidstvo odpovědi na nejpalčivější otázky, kterým moderní medicína čelí.

            Soutěž “bio/mol/text”-2018

            Tato práce byla publikována v kategorii „Biopharmaceutics“ soutěže „bio/mol/text“ 2018.

            Generálním sponzorem soutěže je společnost Diaem: největší dodavatel zařízení, činidel a spotřebního materiálu pro biologický výzkum a výrobu.

            Cenu diváků zaštítilo centrum lékařské genetiky Genotek.

            Predátor a kořist?

            Někde daleko na severu, pod ledem Severního ledového oceánu při teplotách, které často klesají pod nulu, probíhá tichý lov. Mořská hvězdice Dermasteria imbricata hledá svou kořist: jiné hvězdice, ježovky, okurky, mořské peří a hydroidní polypy. Nedostatečně chráněné nebo rychlé oběti nevyhnutelně umírají v tlamě tohoto predátora. Všechny kromě jedné mořské sasanky. Procesem přirozeného výběru získala schopnost efektivně uniknout predátorovi. Jak? Více o tom trochu později, pro začátek (Drozdovův hlas) pojďme tyto úžasné tvory lépe poznat.

            Sasanky nebo mořské sasanky, –

            řádu mořských koelenterátů z třídy korálových polypů. Tato většinou přisedlá zvířata postrádají minerální kostru. Jako ochranu před predátory a zároveň jako součást těla, která útočí na kořist, využívají sasanky dlouhá lovecká chapadla posetá bodavými buňkami. Mořské sasanky jsou zajímavé, protože mohou být v symbióze jak s bezobratlými (například kraby poustevníci), tak s obratlovci, jejichž nápadným příkladem je klaun (amfiprion), znázorněné na obrázku 1. Tolerance symbiontů k nervově paralytickému jedu bodavých buněk mořských sasanek představuje širokou oblast pro studium biochemických procesů v jejich organismech.

            Zajímavý je také neobvyklý zástupce mořských sasanek, který přešel na norský životní styl – Nematostella vectensis (Obr. 2).

            Sasanky jsou mimo jiné jednou z mála skupin bezobratlých, u kterých se fenomén fluorescence vyskytuje v takovém počtu (obr. 3). Právě z nich byly v 1990. letech izolovány hlavní fluorescenční proteiny (poprvé objevené u medúz [1–3]), nyní získané z transformovaných bakterií.

            Mořské hvězdy –

            třída bezobratlých, jako jsou ostnokožci. Konkrétně Dermasteria imbricata (obr. 4) patří do čeledi Asteropseidae, jehož všichni zástupci mají širokou základnu a pět krátkých ramen.

            Stejně jako všichni ostnokožci jsou hvězdice deuterostomy, díky čemuž jsou podobné nám obratlovcům. Deuterostom znamená, že během embryonálního vývoje blastopor (první otvor, který se objevil v blastule), také tzv primární ústase stává řitním otvorem a lumen zárodečného střeva (sekundární ústa) se stává otvorem úst. Je třeba také poznamenat, že ústní otvor ostnokožců je umístěn dole, což je vzhledem k jejich způsobu života celkem logické: plazte se po dně a jezte každého, na koho narazíte, a řitní otvor je „nahoře“, uprostřed. těla, nad ústy.

            Kromě takto neobvykle strukturovaného trávicího systému mají i ostnokožci ambulakrální systém, jedinečný mezi živými světy. Ve skutečnosti se jedná o hydraulickou náhradu svalového systému, který u těchto zvířat chybí (jeho struktura je znázorněna na obrázku 5). Skládá se z kanálků, kontraktilních ampulí a přísavek a umožňuje zvířatům pohybovat se pomalu, ale docela efektivně po mořském dně.

            Srovnání sil

            Takže v červeném rohu prstenu je hvězdice Dermasterias imbricata, zuřivý predátor bentosu (tedy spodní komunity), požírající vše, co je menší než on a nemůže se schovat.

            V modrém rohu prstenu je sasanka Stomphia coccinea, na první pohled se příliš neliší od svých protějšků z teplejších moří.

            Ale jakmile se hvězdice přiblíží k tomuto zvířeti, stomphya se doslova vznese a ohýbáním se odplave pryč, unášen proudem daleko od nebezpečného predátora (cm. video).

            Hvězdě nezbylo nic.

            Je zajímavé, že strukturální jádro molekuly zahrnuje tetrahydroisochinolin. Tato látka se používá v protinádorových lécích a lécích na nemoci, jako je astma.

            Později, v roce 2015, byla skupina vědců vedená Raymondem Andersenem ze stejné University of British Columbia schopna prokázat, že imbricatin funguje také jako silné protinádorové činidlo [7]. Tým vedený Andersenem hledá a studuje „léčebnou“ aktivitu látek, které vylučují přisedlí mořští bezobratlí, jako jsou mořské sasanky a houby. Pomocí vysoce přesných screeningových metod tým testuje různé molekuly, aby zjistil, zda lze některou z nich použít v medicíně.

            Zatímco někteří hledají, jiní se snaží syntetizovat in vitro. Kanadský výzkumník Inhee Cho se tedy zaměřuje na chemickou syntézu této látky [8]. Podobnost jádra molekuly se strukturou některých protinádorových léků přiměla vědce ke studiu cesty syntézy, čímž se vyhnuli drahé a problematické izolaci látky z přírodního zdroje (hvězdice).

            Oceánská léčivá rozmanitost

            Hvězdice však nejsou jedinými zástupci mořské fauny, jejichž metabolity se využívají v lékařství. Plášťovci, houby, měkkýši, červi a dokonce i ryby poskytují širokou škálu látek, které mají potenciál pro léčbu více než jen rakoviny. Všechny nadějné léky lze rozdělit do čtyř skupin podle stupně vývoje, ve kterém se nacházejí. Dále budeme zvažovat nejzajímavější látky z každé skupiny izolované z mořských organismů.

            Klinické studie

            Existují čtyři fáze klinických studií:

            1. první (já) – na zdravých dobrovolnících – je určen ke stanovení hlavních charakteristik léku, jako je farmakokinetika a farmakodynamika, snášenlivost a bezpečnost.
            2. druhý (II) – provedené na skupině pacientů se specifickým onemocněním s použitím placeba. Účelem druhé fáze zkoušek je otestovat účinnost, bezpečnost a najít terapeutickou dávku léku
            3. Třetí (III) – postihuje velké vzorky pacientů a může mít mezinárodní charakter. Navíc se často jedná o randomizovanou kontrolovanou studii, kdy jsou subjekty náhodně rozděleny do kontrolní a experimentální skupiny. Studují se všechny aspekty léčby, včetně poměru riziko/přínos. Na základě výsledků této fáze se rozhodne o schválení léku.
            4. Finále – vyrobené po schválení léku. Je zaměřena na hledání rozdílů v působení tohoto léku od již dostupných na trhu a hledání dosud neznámých vedlejších účinků.

            Více si o tom můžete přečíst ve speciálním projektu “Klinické studie“na “Biomolekule” [9], [10].

            Většina všech léků, které jsou v současnosti v první fázi klinických studií, je konjugátem protilátky namířené proti cíli v nádorových buňkách a účinné látky [11]. Protilátka zavedená do těla pacienta se specificky váže na povrchový marker nebo vnitřní cíl rakovinné buňky (a dokonce i mikrotubuly cytoskeletu buňky mohou fungovat jako takový cíl!). Ve druhém případě se lékaři a výzkumníci potýkají s problémem dodání protilátky do nádorové buňky, který se často řeší pomocí virových vektorů [12]. Po navázání na povrchový cíl je komplex „vstříknut“ do rakovinné buňky a cytotoxin navázaný na protilátku disulfidovým můstkem je uvolněn. Takové konjugáty prokázaly vysokou cytotoxicitu pro buňky v kultuře – koncentrace 10 až 40 pmol představuje 50% inhibiční dávku [13]. Navíc mají nízkou systémovou toxicitu u myší, což také činí tento typ léčiv slibným pro další studium a použití.

            Mnoho léků ve fázi 2 klinických studií jsou také konjugáty protilátek. Mezi celou skupinou však vynikají dva, o kterých bude řeč níže.

            Bryostatin a Alzheimerova choroba

            Látka bryostatin patří do skupiny makrolidů a byl izolován v 60. letech minulého století z mechorostů Bugula neritina. Cílem v buňkách této látky je protein kináza-C, však může také přimět práci a-sekretáza. Na druhé straně tato sekretáza soutěží s γ- и β-sekretáza pro β-amyloidový prekurzorový protein – APP (Amyloidní prekurzorový protein). Jestliže v případě γ- a β-sekretázy je posttranslačním zpracováním hydrolýza APP s tvorbou β-amyloidu, který tvoří amyloidní plaky v přebytku, pak v případě α-sekretázy dochází ke zpracování na neuronální membránou a nevede k syntéze β-amyloidu. Zvýšení funkce α-sekretázy tak vede ke snížení uvolňování β-amyloidu a snížení rizika onemocnění [14].

            Autor tohoto článku vychází z mírně zastaralé myšlenky, že hlavní příčinou Alzheimerovy choroby je hromadění β-amyloidních plaků, které mají údajně toxický účinek na mozkové neurony a vedou k stařecké demenci. Ve skutečnosti četné klinické studie léků zaměřených na „vymýcení“ β-amyloidu žalostně selhaly, stály farmaceutické společnosti miliardy dolarů a několik desetiletí promarněných let [15–17]. Zdá se, že β-amyloid může sloužit pouze jako marker Alzheimerovy choroby (a ne jako příčina) a i tak je pozdě. A samotný β-amyloid může být obecně součástí přirozené imunity [18]. – Ed.

            DMXBA a psychotické poruchy

            Izolovaný od nemerťanů anabazein je stimulantem širokého spektra nikotinových acetylcholinových receptorů, zejména neuromuskulárních. Synteticky odvozené 3-(2,4-dimethoxybenzyliden)anabazein (nebo DMXBA) zlepšuje paměť u pokusných zvířat a pacientů a v současnosti se testuje jeho potenciál zlepšit kognitivní problémy spojené se schizofrenií, Alzheimerovou a Parkinsonovou chorobou [19]. Struktura DMXBA, podobná anabazeinu a nikotinu, je znázorněna na obrázku 7. DMXBA je první látkou, která se selektivně váže specificky na α7 receptory, a je také první látkou, která v současnosti prochází klinickými testy.

            Ve třetí fázi klinických studií (podle údajů středozápadní univerzity [11]) existují protinádorová léčiva, která zahrnují již zmíněné konjugáty protilátek a cytotoxinů, alkaloid blokující práci RNA polymerázy II a nízkomolekulární látka pinabulin, izolované z mořské houby. Na jejich pozadí vyniká analgetikum používané při chronické bolesti – tektin. Biologům je však známější jako tetrodotoxin [20]. Ano, ten samý jed z papuchalka, který dělá jeho ostny (u nás je známější jako kuličková ryba nebo ježek právě pro tyto ostny, přičemž vědecký název zní pufferfish), játra a pohlavní žlázy smrtelně jedovaté.

            A to je stejný případ, kdy malé dávky jedu působí léčivě. Faktem je, že změny v expresi a/nebo fungování některých napěťově citlivých sodíkových kanálů vedou v některých případech k výskytu chronické bolesti [21]. Tetrodotoxin má velmi vysokou afinitu k těmto kanálům, blokuje, jako korek, tok iontů kanálem a blokuje nervový přenos.

            Z léků již schválených FDA (Food and Drug Administration, US Food and Drug Administration), na kterou bych se chtěl zvláště zaměřit vidarabin. Látka izolovaná z houby Tectitethya crypta a patří do skupiny nukleosidů. A používá se k boji. virus herpes simplex! Vidarabin trifosfát, který má strukturní vzorec extrémně podobný adeninu (obr. 8), je inkorporován do rostoucího řetězce DNA virovou polymerázou a v tomto okamžiku je syntéza přerušena, protože fosfodiesterová vazba nemůže být syntetizována v důsledku sterických interakcí.

            Podobná látka – cytarabin – také izolovaný z houby a patří mezi nukleosidy. Jeho cílem v buňkách je DNA polymeráza díky stejné podobnosti s přirozeným nukleotidem buňky – cytosinem (obr. 9). Cytarabin se používá při chemoterapii akutní lymfoidní a myeloidní leukémie, chronické myeloidní leukémie a non-Hodgkinova lymfomu.

            Na závěr pár slov

            Biologické molekuly poskytují obrovské možnosti pro využití nových typů terapie, včetně onkologických onemocnění. Mnoho léků je nyní vytvářeno na základě sekundárních metabolitů rostlin a protilátky z různých zvířat se používají k léčbě autoimunitních onemocnění a rakoviny [22], [23]. Proč by tedy lidstvo nemohlo obrátit svou pozornost k oceánu, který byl tak málo prozkoumán? Možná, že v tomto skladišti přírody budou řešení mnoha moderních lékařských problémů. Vždyť ještě před půlstoletím nikdo netušil, že metabolit, který slouží jako signál k úniku plovoucí sasanky, by se mohl stát perspektivní látkou pro medicínu budoucnosti.

            Literatura

            1. Fluorescenční Nobelova cena za chemii;
            2. Fluorescenční proteiny: rozmanitější, než jste si mysleli!;
            3. Fluorescenční reportéry a jejich molekulární reporty;
            4. Charlesi. Pathirana, Raymond J. Andersen. (1986). Imbricatin, neobvyklý benzyltetrahydroisochinolinový alkaloid izolovaný z hvězdice Dermasterias imbricata. J. Am. Chem. Soc.. 1088288-8289;
            5. Jak voní rostliny?;
            6. 12 metod na obrázcích: proteomika;
            7. Ho K. (2015). Útěk z moře inspiruje lék na rakovinu. Research2Reality;
            8. Cho I. (2008). Studie celkové syntézy a strukturně-aktivity nového protirakovinného léku založeného na přírodním produktu, imbricatinu. Nadace Michaela Smithe pro výzkum zdraví;
            9. Se světem po vlákně: jak byly propojeny součásti klinické studie;
            10. Cesta do tisíců lékáren začíná jednou molekulou;
            11. Mořská léčiva: klinický kanál. (2018). Středozápadní univerzita;
            12. Genová terapie proti rakovině;
            13. Chari R.V., Martell B.A., Gross J.L., Cook S.B., Shah S.A., Blättler W.A. a kol. (1992). Imunokonjugáty obsahující nové maytansinoidy: slibné protirakovinné léky. Cancer Res.52, 127-131;
            14. Anisimov E.D. (2016). Farmakologické perspektivy v léčbě Alzheimerovy choroby. Vědecká komunita studentů XXI století. Přírodní vědy: sběr. Umění. podle mat. XLI mezinárodní stud. vědecko-praktické conf.5;
            15. V troskách paměti: Současnost a budoucnost Alzheimerovy choroby;
            16. β-amyloid: neviditelný nepřítel nebo tajný ochránce? Zamotaná cesta Alzheimerovy choroby;
            17. Alzheimerova choroba: gen, do kterého jsem blázen;
            18. Je možné, že Alzheimerův β-amyloid je součástí vrozeného imunitního systému;
            19. William Kem, Ferenc Soti, Kristin Wildeboer, Susan LeFrancois, Kelly MacDougall a další. al.. (2006). Nemertine Toxin Anabasein a jeho derivát DMXBA (GTS-21): Chemické a farmakologické vlastnosti. Mořské drogy. 4255-273;
            20. Tetrodotoxin – příběh elegantního zabijáka;
            21. Francisco Rafael Nieto, Enrique José Cobos, Miguel Ángel Tejada, Cristina Sánchez-Fernández, Rafael González-Cano, Cruz Miguel Cendán. (2012). Tetrodotoxin (TTX) jako terapeutické činidlo proti bolesti. Mořské drogy. 10281-305;
            22. Neobvyklá zvířata: Imunologické příběhy;
            23. Vyléčí rakovinu. velbloud!;
            24. Derek J Štefánik, Lauren E Friedman, John R Finnerty. (2013). Sběr, odchov, tření a indukce regenerace sasanky hvězdice, Nematostella vectensis. Nat Protoc. 8, 916-923.

            Komentáře

            Podpořte nás ve věci vzdělávání

            Již více než 16 let mluví Biomolecule o biologii a medicíně – nyní máme na našem webu několik tisíc článků. Pokud se vám naše stránky líbí a chcete, aby fungovaly i nadále, podpořte nás přiměřenou částkou – jednorázově nebo měsíčně. Preferuji měsíční platby Podpora

            Použití materiálů stránek je povoleno pouze v případě, že existuje aktivní odkaz na zdroj. Všechna práva k obrázkům a textům náleží jejich autorům.

            • O projektu
            • autoři
            • Pobočky
            • Informační partneři
            • Pomozte projektu
            • Napište nám
            • Zásady ochrany osobních údajů
            ČTĚTE VÍCE

            Co dělat s živými raky?