Открит е нов механизъм за навлизане на плутоний и други тежки метали в клетката

Учени от Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) докладваха, че са установили нов механизъм свързан с биохимията на радиоактивните метали, което отваря възможности за нови изследвания върху начините на лечение в случай на излагане на хора на радиоактивни замърсители. 

Изследването се е провело в лабораторията на Ребека Абърджел (Rebecca Abergel) съвместно с Центъра за ракови изследвания Fred Hutchinson в Сиатъл. Учените са открили, че плутония, америция и други актиниди може да се транспортират в клетките с помощта на антибактериален протеин, наречен сидерокалин, който обикновено участва в свързването на желязото.

Техните резултати са публикувани наскоро в Proceedings of the National Academy of Sciences. Публикацията съдържа и някои други открития и постижения, като например характеризирането на първите протеинови структури съдържащи трансуранови елементи и как протеините могат да усилват луминесценцията на металите, което може да има потенциални приложения в медицината и индустрията.

Групата на Абърджел вече е разработила съединение, което свързва актинидите и ги отстранява от тялото. Те вече са го окомплектовали под формата на хапче за орален прием - това е много важно при случай на излагане на голям брой хора на радиация. Миналата година FDA са одобрили клинично изпитване, което да тества безопасността на медикамента и в момента се търси спонсориране за провеждане на тестовете.

Въпреки това, прекалено малко се знае за това как актинидите действат в телата ни. "Въпреки че е известно, че актинидите циркулират и бързо се отлагат в основни органи като кости, черен дроб и бъбреци след излагане, специфичните молекулни механизми в бозайници, свързани с приема на тези токсични тежки елементи остава като цяло неизследвано," пишат в статията си учените. 

В рамките на сегашното изследване, публикувано в PNAS, е бил идентифициран нов път за доставка на радиоактивните токсични йони навътре в клетката и по този начин е установена потенциална мишена за терапевтично повлияване. Учените използвали бъбречни клетки, за да демонстрират ролята на сидерокалина в подпомагането приема на метални йони в клетките.

"Демонстрирахме, че този протеин може да транспортира плутоний в клетките," разказва тя. "Това може да ни помогне при разработването на нови стратегии за противодействие при излагане на актиниди. Вместо да свързваме и след това да отделяме радионуклидите от тялото си, можем просто да блокираме навлизането им в клетката."

Екипът е използвал кристалография, за да характеризира комплексите сидерокалин-трансуранен актинид, което им е позволило да изработят безпрецедентен модел за биологичната координация на тежките радиоактивни елементи. Изследването е проведено на Advanced Light Source (ALS) - синхротрон в Berkeley Lab.

"Това са първите установени протеинови структури съдържащи торий или трансурановите елементи плутоний, америций и кюрий," разказва Абърджел. "Преди това изследване нямаше структура в Протеиновата Информационна Банка, която да съдържа тези елементи. Това е изключително вълнуващо за нас."

Учените също са направили неочакваното откритие, че сидерокалина може да действа като "синергична антена", която да предизвиква луминисценция при актиниди и лантаниди. "Ние показахме, че добавянето на протеина води до повишаване на яркостта на луминисценцията," твърди Абърджел. "Това е нов механизъм, който все още не е изучен и може да е много полезен, с потенциални приложения в образната диагностика."

Абърджел отбелязва, че изследването би могло да се осъществи на много малко места по света. "Много малко хора имат възможностите да комбинират различните подходи и методи, които ние използвахме - спектроскопия в ALS, работа с тежки радиоактивни елементи, заедно с химичните и биологичните методи. Комбинацията от всички тези методики е уникална."

Източник: Berkeley Lab

Кристални комплекси, образувани от протеина сидерокалин и тежкия метал кюрий водят до ярко червена луминисценция, когато са изложени на УВ светлина

Още по темата

04/09/2015

Земята

Нова карта на радиацията на Земята

22/08/2015

Скептик

Пет лечения, по-лоши от самата болест

08/07/2015

Физика

Записките на Кюри след повече от 100 години все още са опасни за здравето