Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
ΣΤΡΑΒΟΠΟΔΗΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ, Αναπληρωτής Καθηγητής Βιολογίας Κυττάρου & Ανάπτυξης, Βιολογίας, ΕΚΠΑ
ΓΕΡΑΣΙΜΟΣ ΒΟΥΤΣΙΝΑΣ, ΕΡΕΥΝΗΤΗΣ Α΄, ΕΚΕΦΕ "Δημόκριτος"
ΈΜΑ ΑΝΑΣΤΑΣΙΑΔΟΥ, ΕΡΕΥΝΗΤΡΙΑ Γ΄, ΙΙΒΕΑΑ
Περίληψη:
Η οξειδωτική φωσφορυλίωση είναι μία μιτοχονδριακή λειτουργία, η οποία αποτελεί μία θεμελιώδη και ταυτόχρονα άκρως απαραίτητη διαδικασία για τη σωστή λειτουργία των κυττάρων. Διάφοροι χημικοί παράγοντες, όπως η ροτενόνη, μπορούν να προκαλέσουν αναστολή του πρώτου συμπλόκου της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων, με σκοπό τη μεγαλύτερη παραγωγή δραστικών μορφών οξυγόνου (ROS). Απότοκο του ανωτέρω είναι η ελάττωση της μιτοχονδριακής λειτουργίας, εξαιτίας της δημιουργίας και συσσώρευσης βλαβών στο γενετικό υλικό και στις πρωτεΐνες των μιτοχονδρίων.
Τα κύτταρα, ωστόσο, δύνανται να αναγνωρίσουν και να ανταποκριθούν στην εν λόγω
μιτοχονδριακή δυσλειτουργία, ενεργοποιώντας τέσσερεις μηχανισμούς ανταπόκρισης σε στρες. Ο λόγος για τη μιτοχονδριακή ανταπόκριση κατά τη μη ορθή αναδίπλωση πρωτεϊνών (mitochondrial Unfolded Protein Response, MTUPR), την ολοκληρωμένη ανταπόκριση σε στρες (Integrated Stress Response, ISR), την κυτοσολική ανταπόκριση σε στρες θερμικού σοκ (Heat Shock Response, HSR) και την αντιοξειδωτική ανταπόκριση σε στρες (Antioxidant Stress Response, ASR). Στην ουσία, πρόκειται για την ενεργοποίηση γονιδίων, των οποίων η δράση αφορά τη διευθέτηση των προβλημάτων και την εν γένει αποκατάσταση της μιτοχονδριακής πρωτεόστασης.
Στόχο της συγκεκριμένης διπλωματικής μεταπτυχιακής εργασίας αποτελεί η μελέτη της
ενδεχόμενης επαγωγής των τεσσάρων προηγούμενων μηχανισμών ανταπόκρισης υπό την παρουσία στρες μη σωστά αναδιπλωμένων πρωτεϊνών, η οποία οφείλεται στην παραγωγή περίσσειας ελευθέρων ριζών οξυγόνου. Η αναστολή του πρώτου συμπλόκου της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης στα οργανίδια αυτά, έλαβε χώρα στις καρκινικές κυτταρικές σειρές, ινοσαρκώματος (HT1080) και μελανώματος (WM266-4), με τη βοήθεια του χημικού παράγοντα ροτενόνη. Το χημικό αυτό προξενεί σημαντική μιτοχονδριακή δυσλειτουργία μέσω της επαγωγής της δημιουργίας οξειδωτικού στρες.
Στην ουσία, η μελέτη της επίδρασης της ροτενόνης εστίασε στην έκφραση των γονιδίων σε επίπεδο μεταγραφώματος αυτών των μηχανισμών απάντησης σε μιτοχονδριακό στρες. Όπως είναι φυσικό, βέβαια, το κύτταρο επιδιώκει να ανταποκριθεί σε αυτό και κατ’ επέκταση να το καταπολεμήσει. Σε αντίθετη περίπτωση, οι μιτοχονδριακές βλάβες οι οποίες υφίστανται λόγω αυτής της μορφής κυτταρικού στρες, είναι ιδιαίτερα επιβλαβείς για τη σωστή λειτουργία των κυττάρων, ενώ ταυτόχρονα καθιστούν απειλητικό παράγοντα για την επιβίωσή τους. Διαπιστώθηκε πως ο χημικός μας παράγοντας ήταν σε θέση να ενεργοποιήσει όλα τα γονίδια ενδιαφέροντος για την ανά χείρας εργασία, τα οποία εμπλέκονται στους τέσσερεις προαναφερόμενους μηχανισμούς (ISR, MTUPR, HSR και ASR) και στους δύο τύπους κυττάρων.
Αντίθετα, μοναδική εξαίρεση υπήρξε στην κυτταρική σειρά του ινοσαρκώματος, στην οποία δε βρέθηκε ικανοποιητική μεταγραφή του γονιδίου της LONP-1(LON Peptidase 1-LONP-1), γονίδιο το οποίο εμπλέκεται στο μονοπάτι του μιτοχονδριακού UPR. Παρ’ όλα αυτά, δεν πρέπει να υποτιμηθεί το γεγονός πως η τοξικότητα στα κύτταρα αυτά, ήταν εμφανής.
Τέλος, τα δεδομένα, τα οποία μπορούν να εξαχθούν από την παρούσα εργασία είναι πως η
ροτενόνη αποτελεί έναν ικανό χημικό παράγοντα για την ενεργοποίηση των ακολούθων
μονοπατιών, του μιτοχονδριακού UPR, του ISR, του HSR και τέλος του ASR στις υπό μελέτη
καρκινικές κυτταρικές σειρές (HT1080) και (WM266-4), ινοσαρκώματος καθώς και
μελανώματος, αντίστοιχα. Γεγονός, το οποίο δηλώνει πως η ροτενόνη αποτελεί έναν ικανό
χημικό, το οποίο δύναται να χρησιμοποιηθεί ως πιθανή φαρμακευτική ουσία ή να
συμπεριληφθεί ως συνδυασμός μαζί με άλλους φαρμακευτικούς παράγοντες για θεραπεία κατά του καρκίνου.
