Overcoming the plasma membrane barrier: uptake of amphipathic cell-penetrating peptides induces influx of calcium ions and downstream responses

Mitmed potentsiaalsed ravimid ning bioaktiivsed ühendid, mis on lahuses efektiivsed, ei ole kahjuks võimelised läbima rakumembraani ja ei ole seetõttu kasutatavad elusrakkude korral, kus need peaksid oma toimet avaldama. Samas on rakumembraani barjääri ületamiseks välja töötatud mitmeid meetoteid. Näiteks peptiidsete järjestuste avastamine, mis on võimelised iseseisvalt rakkudesse tungima, on kaasa aidanud efektiivsete kandjamolekulide arendusse. Neid spetsiifilisi peptiide hakati nimetama rakkudesse sisenevateks peptiidideks (RSP-d) ning need on võimelised efektiivselt rakkudesse transportima ka nendega liidetud lastmolekule. Samas on enne RSP-de laiaulatuslikku kasutuselevõttu vaja täpselt välja selgitada nende sisenemise mehhanismid. Nimelt arvatakse, et osad RSP-d põhjustavad rakkude plasmamembraani häiritusi, mis võivad osutuda rakkudele kahjulikuks. Seetõttu on oluline välja selgitada, kas ja kuidas on rakud võimelised toime tulema stressiga, mida võib põhjustada RSP-de rakkudesse sisenemine. Antud töö põhieesmärgiks oli uurida, kas teatud RSP-d muudavad rakumembraani piisavalt lekkivaks, et põhjustada kaltsiumioonide sissevoolu rakkudesse ning kas see omakorda aktiveerib teisi rakulisi vastuseid. Kasutades elektronmikroskoopiat tegime me kindlaks, et osad RSP-d on tõepoolest võimelised mõjutama rakumembraani lipiidset kaksikkihti, muutes selle raskesti detekteeritavaks. Lisaks sellele olid nende RSP-de poolt tekitatud membraani häiritused piisavalt ulatuslikud, et põhjustada kaltsiumi sissevoolu rakkudesse. Tuginedes saadud tulemustele on RSP-d võimalik jaotada kahte suurde gruppi: a) amfipaatsed RSP, mis mõjutavad plasmamembaani ja seetõttu põhjustavad rakumembraani häiritusi ning b) mitte-amfipaatsed RSP, mis ei mõjuta raku pinda. Samas aktiveerib kaltsiumi sissevool efektiivse plasmamembraani parandamise vastuse, mis omakorda sulgeb läbilaskvad rakupinna regioonid ja aitab rakkudel toime tulla RSP-de põhjustatud stressiga. Käesoleva töö tulemused näitavad, et tulevikus on võimalik kasutada RSP-sid kui efektiivseid kandjamolekule ning kahjulikud kõrvalmõjud, mida võivad RSP-d rakkudesse sisenemisel tekitada, on välditavad.

Author

• Lorents, Annely

• peptiidid
• penetratsioon
• rakumembraan
• bioloogiline transport
• rakufüsioloogia
• peptides
• penetration
• cell membrane
• biological transport
• cell physiology

Identifier

hdl:10062/26093

OAI identifier oai:identifier

oai:dspace.ut.ee:10062/26093