Co je v současnosti objevený aktivátor telomerázy – cykloastraganol?

V roce 1985 Greider a kol. poprvé objevili telomerázu a tento nově objevený enzym dokáže přidávat DNA repetice na konce chromozomů, aby se udržela délka telomer. Telomeráza je ribonukleoproteinový komplex, jehož katalytické jádro zahrnuje TERT a TERC, přičemž TERT je klíčem k regulaci aktivity telomerázy. Délka telomer se s dělením buněk dále zkracuje. Když dosáhne kritické hodnoty, indukuje signály poškození DNA, což vede ke zkrácení buněčného cyklu a řadě onemocnění tkáňového selhání charakterizovaných krátkými telomerami.

V roce 2010 spolupracovala americká společnost Geron s Hongkongskou univerzitou vědy a technologie na výzkumném projektu zaměřeném na screening aktivátorů telomerázy. Bylo zjištěno, žecykloastraganolmůže aktivovat aktivitu telomerázy a indukovat prodloužení telomer. Tento objev aktivně podpořil vývoj aktivátorů telomerázy. Pokrok ve výzkumu a související vývoj produktů na bázi alkoholu z astragalusu. Cykloastragenol (CAG) je v současnosti jediným zaznamenaným aktivátorem telomerázy mezi přírodními produkty. Dokáže účinně bojovat proti zkracování telomer a má účinky proti stárnutí, apoptóze, fibróze, imunitní regulaci, podporuje buněčnou proliferaci a hojení ran atd. Farmakologické účinky, a proto má potenciální terapeutické účinky na onemocnění související s dysfunkcí telomer.

Cykloastragenol a stárnutí

telomery
Telomery jsou speciální struktury na koncích chromozomů, které chrání chromozomy a zkracují se v důsledku replikace chromozomů a buněčného dělení. Buňky také stárnou s tím, jak se telomery zkracují.

telomeráza
Telomeráza může syntetizovat telomery, aby stabilizovala délku a strukturu telomer, čímž chrání chromozomy a zpomaluje stárnutí buněk.

Proti stárnutí: Aktivátor telomerázy, který má omlazující účinek zvýšením telomerázy a tím zpomalením zkracování telomer.

Telomery jsou čepičky umístěné na koncích buněčných chromozomů, které je chrání před poškozením během buněčného dělení. Jak se buňky dále dělí, telomery se dále zkracují a dosahují kritického bodu, kdy buňky stárnou nebo odumírají. Telomeráza může prodlužovat délku telomer a život buněk se tomu přirozeně prodlužuje.

Stárnutí je nevyhnutelnou součástí života; vědci však studují řadu léčebných postupů, které se snaží vyhnout některým účinkům stárnutí, včetně studia senolytik. Senolytika jsou sloučeniny, které eliminují senescentní (stárnoucí) buňky a bylo prokázáno, že snižují účinky stárnutí. Nová studie naznačuje, že cykloastraganol má účinky proti stárnutí.

Studie provedená v Číně a publikovaná v časopise International Journal of Molecular Sciences se zaměřila na stárnoucí lidské buňky a myši se senescencí indukovanou zářením. Cykloastragenol snižuje počet stárnoucích buněk, aniž by ovlivnil buňky nestárnoucí. Léčba cykloastragenolem také snižuje množství proteinů ve stárnoucích buňkách, které jsou potřebné pro růst a přežití buněk. Navíc inhibuje pohyby buněk spojené se zánětlivými buňkami a procesy souvisejícími s věkem. Bylo zjištěno, že stárnoucí myši léčené cykloastraganolem měly méně stárnoucích buněk a zlepšily se u nich fyzické dysfunkce související s věkem.

Cykloastragenol snižuje počet stárnoucích buněk

Stárnutí je známým znakem stárnutí, ale vědci zjistili, že eliminace stárnoucí buňky a jejich prozánětlivých signálních molekul by mohla pomoci předcházet onemocněním souvisejícím s věkem a v některých případech je dokonce zvrátit. Vědci zde ošetřili lidské buňky cykloastraganolem a zjistili, že účinně eliminuje stárnoucí buňky, aniž by ovlivnil buňky nestárnoucí. Kromě toho byly po ošetření cykloastraganolem významně sníženy buněčné markery stárnoucí buňky.

Předchozí výzkum ukázal, že signální dráha PI3K/AKT/mTOR – signální dráha zapojená do růstu a přežití buněk – se podílí na zánětlivých procesech iniciovaných stárnoucími buňkami a pomáhá podporovat stárnutí v okolních buňkách. Vědci zjistili, že cykloastragenol pomáhá snižovat množství proteinů v této dráze, což naznačuje, že tato sloučenina může fungovat blokováním dráhy PI3K/AKT/mTOR a pomáhat tak předcházet stárnutí. Dále bylo prokázáno, že cykloastragenol snižuje schopnost stárnoucí buňky podporovat stárnutí uvolňováním zánětlivých molekul, růstových faktorů a imunomodulátorů, což je v souladu s tvrzeními, že snížení signalizace PI3K, AKT a mTOR může snížit účinky podporující stárnutí v okolních buňkách.

Cykloastragenol patří mezi triterpenové saponiny a získává se převážně hydrolýzou astragaloside IV. Má relativně malou molekulovou hmotnost a silnou lipofilitu, což je prospěšné pro penetraci biofilmu a gastrointestinální absorpci pro dosažení lepší biologické dostupnosti. Účinnost cykloastragalinolu
1. Léčba poškození mozku
2. Zlepšení jaterní fibrózy
3. Léčba osteoporózy
4. Účinek proti stárnutí
5. Zpomalte stárnutí buněk

Proč je nutné syntetizovat cykloastraganol?

① Cykloastraganol má různé farmakologické účinky, jako je inhibice apoptózy mozkových buněk a neurozánětu během mozkové ischemie a udržování hematoencefalické bariéry.
② Cykloastragenol je dosud jediná objevená terpenoidní sloučenina s nízkou molekulovou hmotností a telomerázovou aktivitou, která dokáže léčit neurodegenerativní onemocnění.
③ Má účinky inhibice fibrózy myokardu a posilování protinádorové imunity. Je to oblíbená molekula ve výzkumu a vývoji léků proti stárnutí.

Stávající problémy

Obsah cykloastraganolu v Astragalus membranaceus je velmi nízký a je obtížné ho získat přímo. Stávající strategie výroby cykloastraganolu se opírá o extrakci tradiční čínské medicíny, která se získává hlavně transformací astragalosidu IV v Astragalus membranaceus. To znamená, že astragalosid IV se získává technologií pěstování astragalus a tkáňových kultur a poté se astragalosid IV přeměňuje na cykloastragalosid pomocí acidolýzy, Smithovy degradace, enzymatické a mikrobiální hydrolýzy. Tyto metody přípravy jsou však nákladné, snadno znečišťují životní prostředí, obtížně se oddělují a čistí a nejsou vhodné pro aplikaci a propagaci. Proto se lidé zaměřili na umělou syntézu cykloastraganolu.

Jak využít syntetickou biologii k syntéze? ---Syntetická biologie

Syntetická biologie označuje cílený návrh, transformaci a dokonce i vytváření „umělého života“ s nepřirozenými funkcemi pod vedením inženýrských myšlenek, tedy biologické inženýrství. Obecně řečeno, je vytvářena pomocí biologických metod.