Sladké odhalenie ochorení

Nádorové ochorenia sú jednou z troch najčastejších príčin úmrtí v modernom svete. Včasná diagnostika a personalizované lekárske ošetrenie môžu byť zásadným krokom pri zvyšovaní miery prežitia pacientov.

V roku 2008 bolo zaznamenaných 12,7 milióna nových výskytov rôznych malígnych ochorení a 7,6 milióna úmrtí na celom svete. O desať rokov neskôr dosiahol výskyt viac ako 18 miliónov nových zhubných prípadov a 9,5 milióna úmrtí. Svetová zdravotnícka organizácia predpovedá, že do roku 2030 úmrtia spôsobené rôznymi typmi rakoviny budú atakovať hranicu viac ako 13 miliónov, spolu s 21,7 miliónmi nových prípadov.
V rámci populácie je miera výskytu rakoviny o 20 % vyššia u mužov ako u žien a úmrtnosť na rakovinu je dokonca až o 40 % väčšia v neprospech mužov.
Pri uvažovaní o rakovine je potrebné brať na vedomie, že nehovoríme o jednom ochorení, ale o rôznorodom súbore chorôb, ktorých spoločným znakom je abnormálny rast buniek a ich schopnosť šíriť sa do okolia. Rakovina pľúc u dvoch pacientov môže mať rôzne podoby, a preto aj rozdielny postup pri následnej liečbe.

Nevyhnutné biomolekuly

V dôsledku radikálneho rastu výskytu ochorenia môžeme tento jav označiť za obdobie epidémie rakoviny. Jednoduchým postupom na identifikáciu ochorení je málo invazívna analýza sérových nádorových markerov (odber krvi) a prináša tiež pomoc pri postoperačnej fáze a doliečovaní sa.
Pomocou biomarkerov, ktoré pomáhajú pri lekárskej diagnostike, prípadne terapii, sme schopní vyhodnotiť patofyziologický stav organizmu v danom čase. S rozvojom odvetví ako proteomika (odbor zaoberajúci sa štúdiom proteínov a ich vlastnosťami, štruktúrou a funkciou) a glykomika (odbor študujúci funkciu sacharidov v prírode) dochádza k objavovaniu nových biomarkerov, často ide najmä o glykoproteíny. Počas rozvoja akéhokoľvek ochorenia dochádza k zmenám v glykánových štruktúrach týchto molekúl.
Sacharidy spolu s proteínmi, lipidmi a nukleovými kyselinami patria k biomolekulám nevyhnutným pre život. Medzi dvoma monosacharidovými blokmi sa nachádza väzba, ktorá sa nazýva glykozidová.
Celkové množstvo di- a oligosacharidov je fascinujúce. Iba z deviatich monosacharidových podjednotiek sme teoreticky schopní vytvoriť viac ako 10 miliónov tetrasacharidov. Hypotetické množstvo dosiahnuteľných hexamérov je rádovo násobne vyššie pre glykány (1,44 × 1 015) v porovnaní s peptidmi (6,4 × 106) alebo nukleovými kyselinami (4 096). Táto vysoká variabilita sacharidových štruktúr ich predurčuje na prítomnosť pri viacerých fyziologických procesoch. Cukry nemajú len nutričnú funkciu, ako sa v minulosti predpokladalo, a taktiež nie sú všetky sacharidy automaticky sladké.

Dôležité glykány

Každá biologická zmena v organizme sa prejavuje zmenou v zastúpení glykánov – napríklad na povrchu malígnych buniek. Aberantná (prejavujúca sa zmenou) glykozylácia spôsobuje zmeny v molekulárnych vzorcoch zdravých jedincov, čím nám poskytuje informácie o patofyziologickom stave biologického systému. Charakterizácia špecifických glykánov je kľúčovým faktorom v diagnostike ochorení a vďaka nim môžeme vyvíjať nové terapeutické a diagnostické stratégie pre rakovinové, autoimunitné a srdcovo-cievne choroby.
Glykány existujú vo forme glykokonjugátov, v ktorých sú kovalentne naviazané na proteínové/lipidové štruktúry. Takto vzniknuté konjugáty sú súčasťou povrchových vrstiev všetkých buniek a zodpovedajú za prvotný kontakt medzi bunkou a patogénom (vírus, baktéria, cudzia častica). V spomínaných biologických mechanizmoch majú nezastupiteľnú úlohu vysoko špecifické, ale zároveň slabé proteínovo-glykánové interakcie.

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 06/2019.

Ak chcete mať prístup aj k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov alebo si objednať tlačenú verziu časopisu Quark, prihláste sa alebo zaregistrujte.

Filip Květoň
Chemický ústav SAV
Ilustrácie Filip Květoň, Marcela Pekarčíková

Komentáre