Комп'ютерна модель демонструє механізм знищення клітки за допомогою перфорінов. Синім кольором зображені пори, утворені перфоріном в мембрані знищуваної клітини. Червоним кольором зображені гранули, які містять ферменти - гранзіми, проникають через пори всередину клітини (Фото: Mike Kuiper).
Перфоріни виробляються Т-кілерами або цитотоксичними лімфоцитами. функцією яких є знищення пошкоджених клітин організму. Перфоріни утворюють пори в мембрані клітини-мішені, через які всередину знищуваної клітини проникають гранзіми. Гранзіми - ферменти з групи серинових протеаз, які можуть ініціювати апоптоз клітин.
«Якщо функціонування перфорінов порушується, то в організмі зберігаються і накопичуються пошкоджені клітини, що викликає, наприклад, ріст злоякісних новоутворень». - розповідає керівник Програми Імунології пухлин (Cancer Immunology Program) в Центрі Рака Пітера Маккаллума в Мельбурні (Peter MacCallum Cancer Centre) професор Джо Трапані (Joe Trapani).
«Результати інших досліджень показали, що токсини бактерій, наприклад, бактерій, що викликають запалення легенів, при утворенні пори в мембрані клітини змінюють свою просторову структуру. При вивченні перфорина ми хотіли встановити його просторову структуру і дізнатися, як вона змінюється при утворенні пори в мембрані клітини-мішені ». - розповідає професор Сейба.
Вчені отримали уявлення про структуру молекули перфорина, застосувавши спеціальний прилад, який називається Австралійський Синхротрон (Australian Synchrotron). і електронні фотографії, отримані професором Сейба в Лондоні. На фотографіях було зображено кільце, утворене молекулами перфорина, які об'єдналися для формування пори в мембрані знищуваної клітини.
«Після того, як став відомий механізм роботи перфорінов, можна шукати способи застосування отриманої інформації при створенні методів лікування і профілактики таких захворювань як рак, малярія і цукровий діабет». - каже професор Віссток.
Вчені виявили, що форма однієї частини молекули білка перфорина нагадує форму бактеріального токсину, що виділяється, наприклад, бактеріями сибірської виразки, лістеріями і стрептококами. Це дозволило дослідникам зробити припущення, що з точки зору еволюції механізм утворення пор в мембранах клітин є дуже давнім.
«На нашу думку, структура цих молекул зберігалася незмінною приблизно протягом двох мільярдів років». - каже професор Трапані.
Перфоріни беруть участь у знищенні пошкоджених клітин при аутоімунних захворюваннях, наприклад, при цукровому діабеті I типу, а також в процесі відторгнення трансплантата, наприклад, при пересадці кісткового мозку. В даний час вчені розробляють способи підвищення активності перфорінов для захисту організму від розвитку злоякісних новоутворень і від таких захворювань, як, наприклад, малярія. З іншого боку, фонд Wellcome Trust виділив грант у розмірі 600 000 фунтів стерлінгів для створення препаратів-інгібіторів перфорінов, що запобігають відторгнення трансплантата.
«Нові технології в галузі електронної мікроскопії та експерименти з синхротронним випромінюванням відкрили величезні можливості для молекулярнобиологические досліджень. Це прекрасний приклад того, що знання структури і функції молекули в нормі допоможе зробити прорив в області медицини і охорони здоров'я, спрямований на збереження нашого здоров'я і благополуччя ». - укладає керівник BBSRC (Biotechnology and Biological Sciences Research Council) професор Дуглас Келл (Douglas Kell).