Шта је тренутно откривени активатор теломеразе - циклоастраганол?

Године 1985, Грајдер и сарадници су први открили теломеразу, а овај новооткривени ензим може да додаје ДНК понављања на крајеве хромозома како би одржао дужину теломера. Теломераза је рибонуклеопротеински комплекс чије каталитичко језгро укључује TERT и TERC, од којих је TERT кључ за регулисање активности теломеразе. Дужина теломера наставља да се скраћује како се ћелије деле. Када достигне критичну вредност, индукује сигнале оштећења ДНК, што доводи до скраћеног ћелијског циклуса и низа болести отказивања ткива које карактеришу кратке теломере.

Америчка компанија Geron је 2010. године сарађивала са Универзитетом за науку и технологију у Хонг Конгу на истраживачком пројекту за скрининг активатора теломеразе. Утврђено је дациклоастраганолможе активирати активност теломеразе и индуковати продужење теломера. Ово откриће је активно промовисало развој активатора теломеразе. Напредак истраживања и развој повезаних производа на бази алкохола астрагалуса. Циклоастрагенол (CAG) је тренутно једини пријављени активатор теломеразе међу природним производима. Може ефикасно да се бори против скраћивања теломера и има фармаколошке ефекте против старења, апоптозе, фиброзе, имунорегулације, промоције ћелијске пролиферације и зарастања рана итд., чиме има потенцијалне терапеутске ефекте на болести повезане са дисфункцијом теломера.

Циклоастрагенол и старење

теломери
Теломери су посебне структуре на крајевима хромозома које штите хромозоме и скраћују се током репликације хромозома и деобе ћелија. Ћелије такође старе како се теломери скраћују.

теломераза
Теломераза може синтетизовати теломере како би стабилизовала дужину и структуру теломера, чиме штити хромозоме и одлаже старење ћелија.

Анти-ејџинг: Активатор теломеразе, који има анти-ејџинг ефекат повећавањем теломеразе и тиме одлажењем скраћивања теломера.

Теломери су капице које се налазе на крајевима ћелијских хромозома и штите их од оштећења током деобе ћелија. Како се ћелије настављају делити, теломери се настављају скраћивати, достижући критичну тачку где ћелије старити или умиру. Теломераза може продужити дужину теломера, а животни век ћелија ће се природно повећати у складу са тим.

Старење је неизбежан део живота; међутим, истраживачи проучавају разне третмане како би покушали да избегну неке од ефеката старења, укључујући проучавање сенолитике. Сенолитици су једињења која елиминишу стареће ћелије и за која је показано да смањују ефекте старења. Нова студија сугерише да циклоастраганол има анти-ејџинг ефекте.

Студија, спроведена у Кини и објављена у часопису „International Journal of Molecular Sciences“, фокусирала се на старе људске ћелије и мишеве са старењем изазваним зрачењем. Циклоастрагенол смањује број старећих ћелија без утицаја на нестареће ћелије. Третман циклоастрагенолом такође смањује протеине у старећим ћелијама који су потребни за раст и преживљавање ћелија. Поред тога, инхибира кретање ћелија повезано са инфламаторним ћелијама и процесима повезаним са старењем. Утврђено је да старији мишеви третирани циклоастраганолом имају мање старећих ћелија и побољшану физичку дисфункцију повезану са старењем.

Циклоастрагенол смањује старење ћелија

Старење је познати обележје старења, али истраживачи су открили да елиминисање старијих ћелија и њихових проинфламаторних сигналних молекула може помоћи у спречавању болести повезаних са старењем, па чак и у њиховом преокрету у неким случајевима. Овде су истраживачи третирали људске ћелије циклоастраганолом и открили да он ефикасно елиминише стареће ћелије без утицаја на нестареће ћелије. Поред тога, ћелијски маркери старијих ћелија су значајно смањени након третмана циклоастраганолом.

Претходна истраживања су показала да је PI3K/AKT/mTOR пут – сигнални пут укључен у раст и преживљавање ћелија – укључен у инфламаторне процесе које покрећу стареће ћелије, помажући у подстицању старења у околним ћелијама. Истраживачи су открили да циклоастрагенол помаже у смањењу протеина у овом путу, што сугерише да једињење може деловати тако што блокира PI3K/AKT/mTOR пут како би помогло у спречавању старења. Штавише, показано је да циклоастрагенол смањује способност старећих ћелија да подстичу старење кроз ослобађање инфламаторних молекула, фактора раста и имуномодулатора, што је у складу са сугестијама да смањење PI3K, AKT и mTOR сигнализације може смањити ефекте који подстичу старење међу околним ћелијама.

Циклоастрагенол припада тритерпенским сапонинима и углавном се добија хидролизом астрагалозида IV. Има релативно малу молекулску тежину и јаку липофилност, што је корисно за пенетрацију биофилма и гастроинтестиналну апсорпцију ради постизања боље биорасположивости. Ефикасност циклоастрагалинола
1. Лечење оштећења мозга
2. Побољшати фиброзу јетре
3. Лечење остеопорозе
4. Ефекат против старења
5. Успорава старење ћелија

Зашто је потребно синтетизовати циклоастраганол?

① Циклоастраганол има различите фармаколошке ефекте као што су инхибиција апоптозе можданих ћелија и неуроинфламације током церебралне исхемије и одржавање крвно-мождане баријере.
② Циклоастрагенол је једино маломолекуларно терпеноидно једињење са теломеразном активношћу откривено до сада и може лечити неуродегенеративне болести.
③ Има ефекте инхибиције миокардне фиброзе и побољшања антитуморског имунитета. То је популаран молекул у истраживању и развоју лекова против старења.

Постојећи проблеми

Садржај циклоастраганола у Astragalus membranaceus је веома низак и тешко га је директно добити. Постојећа стратегија производње циклоастраганола ослања се на екстракцију традиционалном кинеском медицином, која се углавном добија трансформацијом астрагалозида IV у Astragalus membranaceus. То јест, астрагалозид IV се добија садњом астрагалуса и технологијом културе ткива, а затим се астрагалозид IV претвара у циклоастрагалозид коришћењем ацидолизе, Смитовог разлагања, ензимске и микробне хидролизе. Међутим, ове методе припреме су скупе, лако изазивају загађење животне средине, тешко их је одвојити и пречистити, и нису погодне за примену и промоцију. Стога су људи усмерили пажњу на вештачку синтезу циклоастраганола.

Како се користи синтетичка биологија за синтезу? ---Синтетичка биологија

Синтетичка биологија се односи на циљано дизајнирање, трансформацију, па чак и стварање „вештачког живота“ са неприродним функцијама под вођством инжењерских идеја, односно инжењеринг биологије. Генерално говорећи, производи се коришћењем биолошких метода.