Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ұяшық тасымалының түрі Транцитоз (цитоемпсис деп те аталады) - ұяшық ішіндегі әр түрлі макромолекулалар тасымалданатын ұяшықаралық тасымалдау түрі. Макромолекулалар жасушаның бір жағындағы көпіршіктерде тұтқындалып, жасушаның бойымен тартылады және екінші жағында шығарылады. Көшірілетін макромолекулалардың мысалдары: IgA, трансферрин және инсулин. Транцитоз эпителий жасушаларында жиі байқалатын болса да, бұл процесс басқа жерлерде де кездеседі. Қан капилляры - транситоздың белгілі орны, бірақ ол басқа жасушаларда, соның ішінде нейрондарда, остеокластарда және ішек М жасушаларында кездеседі.
Type of cellular transport
Transcytosis (also known as cytopempsis) is a type of transcellular transport in which various macromolecules are transported across the interior of a cell. Macromolecules are captured in vesicles on one side of the cell, drawn across the cell, and ejected on the other side. Examples of macromolecules transported include IgA, transferrin, and insulin. While transcytosis is most commonly observed in epithelial cells, the process is also present elsewhere. Blood capillaries are a well known site for transcytosis, though it occurs in other cells, including neurons, osteoclasts and M cells of the intestine.
Реттеу
Транцитоздың реттелуі бұл процесті байқалатын көптеген түрлі тіндерге байланысты әртүрлі болады. Транцитоздың тіндік ерекшеліктері анықталды. Брефельдин А, ER- ні Голги аппаратына тасымалдаудың жиі қолданылатын ингибиторы, ит бүйрек клеткаларында транцитозды тежейтіндігі көрсетілді, бұл транцитозды реттеу сипатына қатысты алғашқы сылтауларды берді. Ит бүйрек жасушаларындағы транцитозды Rab17, Rab11a және Rab25 апикальды мембранада реттейді. Иттің бүйрек жасушалары бойынша жүргізілген зерттеулер көрсеткендей, EGFR- ді Yes фосфорилирлеуімен байланысты, Rab11FIP5- ті MAPK1 белсендіре бастайтын сигнал каскады транцитозды жоғары реттейді. Трансцитозды прогестерон мен эстрадиолдың біріктірілген әсерімен, содан кейін жүктілік кезінде қояндардың сүт безінде пролактин арқылы белсендірілуімен тежеу дәлелденген. Қалқанша безінде фоликулярлық жасушалар транситозы ТТГ арқылы оң реттеледі. Сондықтан трансцитозды реттеу ұлпалар арасында әр түрлі болатын күрделі процесс деп тұжырымдауға болады.
The regulation of transcytosis varies greatly due to the many different tissues in which this process is observed. Various tissue specific mechanisms of transcytosis have been identified. Brefeldin A, a commonly used inhibitor of ER to Golgi apparatus transport, has been shown to inhibit transcytosis in dog kidney cells, which provided the first clues as to the nature of transcytosis regulation. Transcytosis in dog kidney cells has also been shown be regulated at the apical membrane by Rab17, as well as Rab11a and Rab25. Further work on dog kidney cells has shown that a signaling cascade involving the phosphorylation of EGFR by Yes leading to the activation of Rab11FIP5 by MAPK1 upregulates transcytosis. Transcytosis has been shown to be inhibited by the combination of progesterone and estradiol followed by activation mediated by prolactin in the rabbit mammary gland during pregnancy. In the thyroid, follicular cell transcytosis is regulated positively by TSH The phosphorylation of caveolin 1 induced by hydrogen peroxide has been shown to be critical to the activation of transcytosis in pulmonary vascular tissue. It can therefore be concluded that the regulation of transcytosis is a complex process that varies between tissues.
Патогенездегі рөлі
Транцитоздың макромолекулаларды жасушалар арқылы тасымалдау процесінің функциясы, бұл патогендердің тінге басып кіруіне ыңғайлы механизм болуы мүмкін. Транцитоз Cronobacter sakazakii- нің ішек эпителийі мен қан- ми кедергісі арқылы енуіне өте маңызды екені дәлелденді. Listeria monocytogenes ішек люменіне трансцитоз арқылы шарапша жасушалары арқылы кіретіндігі анықталды. Энтерогеморрагиялық E. coli секрецияланатын шига токсині ішек люменіне транцитозданғандығы дәлелденген. Осы мысалдардан трансцитоз инфекциялық агенттердің патогенезінің маңызды бөлігі екендігін айтуға болады.
Due to the function of transcytosis as a process that transports macromolecules across cells, it can be a convenient mechanism by which pathogens can invade a tissue. Transcytosis has been shown to be critical to the entry of Cronobacter sakazakii across the intestinal epithelium as well as the blood–brain barrier. Listeria monocytogenes has been shown to enter the intestinal lumen via transcytosis across goblet cells. Shiga toxin secreted by enterohemorrhagic E. coli has been shown to be transcytosed into the intestinal lumen. From these examples, it can be said that transcytosis is vital to the process of pathogenesis for a variety of infectious agents.
Клиникалық қолдану
Қазіргі уақытта Lundbeck сияқты фармацевтикалық компаниялар трансцитозды емдеу препараттарын адам қан-мұзының кедергісі арқылы тасымалдау механизмі ретінде пайдалануды зерттейді. Денедегі жеке тасымалдау механизмін пайдалану, әдетте, ми мен орталық жүйке жүйесіне (ЖЖЖ) көптеген терапиялық антиденелердің сіңуін тежейтін БББ- ның жоғары селективтілігін жеңуге көмектеседі. Фармацевтикалық компания Genentech BACE1 ферментінің қызметін тиімді ингибиретін терапиялық антидене синтездегеннен кейін, антиденелердің миға жеткілікті, тиімді деңгейін беруде қиындықтар туындады. BACE1 - амилоидты прекурсорлы ақуыздарды амилоидты β- пептидтерге, соның ішінде Альцгеймер ауруына байланысты амилоидты плакаттарды қалыптастыруға бірігетін түрлерге өңдейтін фермент. Молекулалар эпителийлік немесе эндотелийлік кедергі арқылы екі жолдың бірімен тасымалданады: 1) жасушаның ішкі жасушалық бөліктері арқылы трансжасушалық жол немесе 2) жасушааралық кеңістік арқылы жасушааралық жол. Трансклеткалық жолды транцитоз деп те атайды. Транцитоз рецептор арқылы жүргізілуі мүмкін және үш кезеңнен тұрады: 1) молекуланың рецептор арқылы жүргізілетін эндоцитозы клетканың бір жағында, мысалы, люминальдық жағында; 2) молекуланың клеткааралық бөлік арқылы қозғалысы, әдетте, эндосомальдық жүйеде; және 3) молекуланың экзоцитозы клетканың екінші жағындағы клеткадан тыс кеңістікке, мысалы, аблюминальдық жағында. Трансцитоз бір бағытта немесе екі бағытта болуы мүмкін. Бір бағыттағы транситоз жарық бағытынан жарық бағытына қарай немесе керісінше жарық бағытынан жарық бағытына қарай таңдамалы түрде болуы мүмкін. Транцитоз микроваскулярлық пептидтер мен белоктарды тасымалдауда маңызды орын алады, өйткені микроваскулярлық эндотелий, бұл қан-мие кедергісін (BBB) in vivo қалыптастырады, бірегей, эпителийлік, жоғары кедергілі тығыз түйісулерді білдіреді. Мидың эндотелиялық тығыз түйісулері мидағы микроқан тамырлары эндотелиялық қабырға арқылы еріген заттарды тасымалдаудың параклеттік жолдарын іс жүзінде жояды. Керісінше, шеткі мүшелердегі эндотелиялық кедергі тығыз түйісулерді білдірмейді, ал параклеттік жол арқылы еріген заттар қозғалысы мидан немесе омыртқа миынан басқа мүшелердегі эндотелиялық кедергіде айқын көрінеді. Рецептор арқылы жүргізілетін транситоз немесе RMT, BBB арқылы дәрі-дәрмектерді миға жеткізудің ықтимал жолы болып табылады, әсіресе биологиялық дәрі-дәрмектер үшін, мысалы, рекомбинантты ақуыздар. Транспортировкаға жатпайтын дәрілік зат немесе терапиялық белок генетикалық түрде тасымалдаушы белокпен біріктіріледі. Транспортерлік ақуыз эндогендік пептид немесе пептидомиметикалық моноклональды антитело болуы мүмкін, ол мидың эндотелиялық рецепторлары, мысалы инсулин рецепторы немесе трансферрин рецепторы арқылы BBB арқылы RMT- ге өтеді. Транспортерлік белок молекулалық троялық жылқы сияқты әрекет етеді, ол рецепторға тән троялық жылқының белогына генетикалық қосылған терапиялық белокты миға жеткізеді. Моноклоналық антиденелер - BBB инсулин немесе трансферрин рецепторларын нысанаға алатын троялық жылқылар - 10 жылдан астам уақыт бойы Лос-Анджелестегі ArmaGen, Inc., биотехнология компаниясында дәрі-дәрмек әзірлеп келеді. ArmaGen инсулин мен трансферрин рецепторларына қарсы генетикалық инженериямен жасалған антиденелерді әзірледі және осы антиденелерге әр түрлі терапиялық ақуыздарды біріктіреді, соның ішінде лизосомалық ферменттер, терапиялық антиденелер, тұзақ рецепторлары және нейротрофиндер. Бұл терапиялық ақуыздар ғана БББ арқылы өтпейді, бірақ трояндық ат антиденесіне генетикалық бірігуден кейін терапиялық ақуыз БББ-ға кіші молекулалармен салыстырмалы жылдамдықпен еніп өтеді. 2015 жылы ArmaGen бірінші болып адам клиникалық сынақтарына қатысады. Бұл сынақ BBB трояндық жылқының синтез ақуыздарымен басталады. ArmaGen бастапқыда адам ауруларына бағытталған лизосомалық сақтау аурулары миға кері әсер етеді. Тұқым қуалайтын аурулар белгілі бір лизосомальдық фермент өндірілмейтін жағдайды тудырады, бұл мидың ауыр жағдайларына, соның ішінде ақыл-ойдың кеміуіне, мінез-құлық проблемаларына, содан кейін деменцияға әкеледі. Жоғалған ферментті дәрілік компаниялар өндіре алса да, фермент дәрісі ғана миды емдей алмайды, өйткені фермент қана BBB арқылы өтпейді. ArmaGen компаниясы жоғалған лизосомалды ферментті BBB арқылы өтетін трояндық ферменттер синтезіндегі белок ретінде қайта өңдеді. Жаңа Троян жылқысының синтездік ақу...
Pharmaceutical companies, such as Lundbeck, are currently exploring the use of transcytosis as a mechanism for transporting therapeutic drugs across the human blood–brain barrier (BBB). Exploiting the body's own transport mechanism can help to overcome the high selectivity of the BBB, which typically blocks the uptake of most therapeutic antibodies into the brain and central nervous system (CNS). The pharmaceutical company Genentech, after having synthesized a therapeutic antibody that effectively inhibited BACE1 enzymatic function, experienced problems transferring adequate, efficient levels of the antibody within the brain. BACE1 is the enzyme which processes amyloid precursor proteins into amyloid β peptides, including the species that aggregate to form amyloid plaques associated with Alzheimer's disease. Molecules are transported across an epithelial or endothelial barrier by one of two routes: 1) a transcellular route through the intracellular compartment of the cell, or 2) a paracellular route through the extracellular space between adjacent cells. The transcellular route is also called transcytosis. Transcytosis can be receptor mediated and consists of three steps: 1) receptor mediated endocytosis of the molecule on one side of the cell, e. g. the luminal side; 2) movement of the molecule through the intracellular compartment typically within the endosomal system; and 3) exocytosis of the molecule to the extracellular space on the other side of the cell, e. g. the abluminal side. Transcytosis may be either unidirectional or bidirectional. Unidirectional transcytosis may occur selectively in the luminal to abluminal direction, or in the reverse direction, in the abluminal to luminal direction. Transcytosis is prominent in brain microvascular peptide and protein transport, because the brain microvascular endothelium, which forms the blood brain barrier (BBB) in vivo, expresses unique, epithelial like, high resistance tight junctions. The brain endothelial tight junctions virtually eliminate the paracellular pathway of solute transport across the microvascular endothelial wall in brain. In contrast, the endothelial barrier in peripheral organs does not express tight junctions, and solute movement through the paracellular pathway is prominent at the endothelial barrier in organs other than the brain or spinal cord. Receptor mediated transcytosis, or RMT, across the BBB is a potential pathway for drug delivery to the brain, particularly for biologic drugs such as recombinant proteins. The non transportable drug, or therapeutic protein, is genetically fused to a transporter protein. The transporter protein may be an endogenous peptide, or peptidomimetic monoclonal antibody, which undergoes RMT across the BBB via transport on brain endothelial receptors such as the insulin receptor or transferrin receptor. The transporter protein acts as a molecular Trojan horse to ferry into brain the therapeutic protein that is genetically fused to the receptor specific Trojan horse protein. Monoclonal antibody Trojan horses that target the BBB insulin or transferrin receptor have been in drug development for over 10 years at ArmaGen, Inc., a biotechnology company in Los Angeles. ArmaGen has developed genetically engineered antibodies against both the insulin and transferrin receptors, and has fused to these antibodies different therapeutic proteins, including lysosomal enzymes, therapeutic antibodies, decoy receptors, and neurotrophins. These therapeutic proteins alone do not cross the BBB, but following genetic fusion to the Trojan horse antibody, the therapeutic protein penetrates the BBB at a rate comparable to small molecules. In 2015, ArmaGen will be the first to enter human clinical trials with the BBB Trojan horse fusion proteins that delivery protein drugs to the brain via the transcytosis pathway. The human diseases initially targeted by ArmaGen are lysosomal storage diseases that adversely affect the brain. Inherited diseases create a condition where a specific lysosomal enzyme is not produced, leading to serious brain conditions including mental retardation, behavioral problems, and then dementia. Although the missing enzyme can be manufactured by drug companies, the enzyme drug alone does not treat the brain, because the enzyme alone does not cross the BBB. ArmaGen has re engineered the missing lysosomal enzyme as a Trojan horse enzyme fusion protein that crosses the BBB. The first clinical trials of the new Trojan horse fusion protein technology will treat the brain in lysosomal storage disorders, including one of the mucopolysaccharidosis type I diseases, (MPSIH), also called Hurler syndrome, and MPS Type II, also called Hunter syndrome. Researchers at Genentech proposed the creation of a bispecific antibody that could bind the BBB membrane, induce receptor mediated transcytosis, and release itself on the other side into the brain and CNS. They utilized a mouse bispecific antibody with two active sites performing different functions. One arm had a low affinity anti transferrin receptor binding site that induces transcytosis. A high affinity binding site would result in the antibody not being able to release from the BBB membrane after transcytosis. This way, the amount of transported antibody is based on the concentration of antibody on either side of the barrier. The other arm had the previously developed high affinity anti BACE1 binding site that would inhibit BACE1 function and prevent amyloid plaque formation. Genentech was able to demonstrate in mouse models that the new bispecific antibody was able to reach therapeutic levels in the brain. Genentech's method of disguising and transporting the therapeutic antibody by attaching it to a receptor mediated transcytosis activator has been referred to as the "Trojan Horse" method.