Az új tanulmány középpontjában a kalcium áll, amely minden sejtünkben jelen van, és egyfajta kapuőr: a kalciumszint növekedése a sejtjeinkben megnyitja a “kapukat” vagy “csatornákat”, amelyek szükségesek a folyadékok, például a nyál termeléséhez és kiválasztásához. Ha a kalcium nem növekszik a sejtekben, a kapuk nem nyílnak ki, ami olyan betegségeknél fordul elő, mint a Sjögren-szindróma. A Sjögren-betegek a nyálhiány miatt szájszárazságot tapasztalnak, és nehezen rágnak, nyelnek és beszélnek, ami súlyosan rontja az életminőséget.
Az elmúlt 15 évben David I. Yule, Ph.D., a Rochesteri Egyetem Orvosi és Fogorvosi Karának Farmakológiai és Fiziológiai Tanszékének professzora a kalcium szerepét tanulmányozta a Sjögren-szindrómában és más olyan betegségekben, amelyekben a kalcium és a kiválasztás zavart szenved, mint például az akut hasnyálmirigy-gyulladás. Az új tanulmányban választ ad egy fontos kérdésre, amely évek óta foglalkoztatja a tudósokat: mi kell ahhoz, hogy egy különösen fontos kalciumcsatorna megnyíljon és elindítsa ezeket a folyamatokat?
A tudósok eddig is tudták, hogy az IP3 receptor nevű fehérje jelenléte szükséges a kalciumszint növeléséhez és a csatornák létrehozásához sok, ha nem is minden sejtben, de az IP3 receptor összetett. Egy csatorna az IP3-receptor négy azonos egységéből jön létre, és nem volt ismert, hogy az egyes egységek közül hánynak kell bekapcsolódnia ahhoz, hogy a csatorna működjön.
A Kamil Alzayady, Ph.D., a Yule-laboratórium kutatási adjunktusa által irányított fejlett molekuláris mérnöki és génszerkesztési technikákat alkalmazva felfedezték, hogy kivétel nélkül mind a négy résznek aktiválódnia (bekapcsolódnia) kell ahhoz, hogy a kalcium megnövekedjen egy sejtben, és olyan folyamatok induljanak el, mint a folyadékelválasztás. Yule úgy véli, hogy ez a tulajdonság biztosítja, hogy a kalciumcsatorna csak szigorú, kiválasztást eredményező körülmények között nyíljon meg, elkerülve ezzel azokat a káros eseményeket, amelyek akkor következnének be, ha a csatorna könnyebben tudna megnyílni. (Paradox módon a túl sok kalcium is rossz, és olyan folyamatokhoz vezethet, amelyek megölik a sejteket, így nem meglepő, hogy a sejtek szigorúan ellenőrzik a kalciumszintet.)
“Dr. Alzayady és Yule elegáns tanulmánya nagyon okos megközelítést alkalmaz, hogy véglegesen megválaszoljon egy régóta fennálló kérdést a kalcium jelátvitel és szekréció területén” – mondta Dr. Robert T. Dirksen, Lewis Pratt Ross professzor és a Rochesteri Orvosi és Fogorvosi Egyetem Farmakológiai és Fiziológiai Tanszékének elnöke. “Az eredményeknek széleskörű következményei vannak nemcsak arra nézve, hogy a kalciumot hogyan szabályozzák a sejtekben, hanem a különböző emberi kiválasztási rendellenességek megértésére is, amelyek a szájszárazságtól a hasnyálmirigy-gyulladásig terjednek.”
“Reményeink szerint a kalcium sejteken belüli és kívüli áramlását szabályozó mechanizmusok jobb megismerése számos betegség, köztük a Sjögren-kór új kezelésének kutatását fogja előmozdítani” – mondta Yule, aki egyben a Szájbiológiai Központ és az Orvostudományi Tanszék, Gasztroenterológia/Hepatológia professzora is. Jelenleg nincs hatékony kezelés a Sjögren-kórra és a vele járó szájszárazságra, amely szájüregi fertőzéseket, szuvasodást és fogvesztést okoz.
A Yule laboratóriumában folyó kutatások célja, hogy ugyanazokat a molekuláris mérnöki és génszerkesztési technológiákat használják annak vizsgálatára, hogy az IP3 fehérjét érintő genetikai betegségek hogyan eredményeznek agyi és immunrendszeri rendellenességeket.
A tanulmányt a National Institute of Dental and Craniofacial Research finanszírozta. Yule és Alzayady mellett Liwei Wang, Rahul Chandrasekhar és Larry E. Wagner II a University of Rochester School of Medicine and Dentistry, valamint Filip Van Petegem a University of British Columbia munkatársai is hozzájárultak a kutatáshoz.