Naukowcy z Danii rozwiązali krwawą zagadkę

Badacze z centrum badawczego Membranes na duńskim Uniwersytecie w Aarhus, rozwikłali starą zagadkę, co od lat 60 przez wielu uznawane było za niemożliwe. Wyzwanie polegało na rozwiązaniu struktury kompleksu białek ochronnych, powstających w wyniku uwolnienia hemoglobiny przez krwinki czerwone, przez co staje się ona toksyczna. Toksyczne uwolnienie hemoglobiny występuje w przypadku wielu chorób zagrażających stabilności czerwonych krwinek, np. malarii.

Z technicznego punktu widzenia, najważniejszym odkryciem opublikowanego na łamach Nature artykułu, jest wysokiej rozdzielczości trójwymiarowe odwzorowanie tzw. „kompleksu haptoglobina-hemoglobina".

Po wielu zakończonych niepowodzeniem eksperymentach, przełom nastąpił w momencie, kiedy zrezygnowaliśmy z materiału ludzkiego i udaliśmy się do lokalnej rzeźni po krew wieprzową. Niezbyt nowoczesne podejście, ale przejście od studiowania krwi ludzkiej do krwi gatunku o zbliżonej homologii, dało cudowne efekty. Po tym, jak przez dwa lata brnęliśmy w ślepe zaułki i próbowaliśmy najbardziej skomplikowanych technologii, żeby uzyskać odpowiedni materiał, niespodziewanie wszystko zaczęło działać, powiedział Soren Kragh Moestrup, szef grupy badawczej z Wydziału Biomedycznego.

Odkrycie to dostarcza nowych, istotnych informacji na temat hemoglobiny, która wypełnia większość wnętrza czerwonych krwinek.

Hemoglobina jest podstawowym składnikiem krwi, potrzebnym do transportu tlenu, ale staje się toksyczna wraz z możliwymi uszkodzeniami tkanek, szczególnie nerek, bowiem wówczas zostaje uwolniona z czerwonych krwinek. Nadmierne jej wydzielanie może wystąpić w przypadku wielu chorób, takich jak malaria czy inne infekcje.

Jednak organizm posiada zaawansowany system obrony. Pierwszą jego linię tworzy haptoglobina – białko zawarte we krwi, które wychwytuje hemoglobinę i dostarcza ją do receptora, który z kolei pochłania kompleks haptoglobina-hemoglobina. Ta funkcja receptora nosi nazwę CD163 i została odkryta przez tę samą grupę.

Dzięki wygenerowaniu szczegółowej mapy 3D każdego atomu, zaprezentowaliśmy, jak powstaje ten wyjątkowy kompleks białek. To pokazuje po raz pierwszy, jak tworzy się ów kompleks i wyjaśnia ścisły związek białka, stwierdził dr Christian Brix Folsted Andersen, który razem z magistrantem, Mortenem Torvund-Jensenem, był siłą napędową projektu.

Wyniki doprowadziły również do niespodziewanego odkrycia nowego typu struktury białek oraz do nowego zgłoszenia patentowego, dotyczącego wykorzystania odkrycia do wytwarzania nowego typu syntetycznego białka, przydatnego w leczeniu i diagnostyce.