sygnalizacja redoks jest kluczowym graczem w regulacji procesów fizjologicznych. Obecne koncepcje w biologii redoks i medycynie plazmatycznej podkreślają znaczenie dysregulacji redoks w stanach zapalnych i różnych patologiach, w tym w nowotworach. Identyfikacja i charakterystyka określonych przełączników tiolowych białek i szlaków sygnałowych regulowanych redoksem to dwa wyzwania w tej dziedzinie. Na przykład komórki nowotworowe są często zlokalizowane w środowisku niedotlenienia, co prowadzi do unikalnej sygnalizacji redoks wpływającej na metabolizm, proliferację, przerzuty i apoptozę, a także angiogenezę i odpowiedź immunologiczną. Rozszyfrowanie i zrozumienie regulacji redoks poszczególnych cząsteczek i procesów w kontekście fizjologicznym i patologicznym może pozwolić na rozwój nowych dróg terapeutycznych. Strategie te mogą obejmować rozwój małych cząsteczek specjalnie ukierunkowanych na przełączniki tiolowe i rozregulowane kaskady sygnałowe redoks lub zlokalizowane wytwarzanie reaktywnych form tlenu, na przykład przez zimne fizyczne źródła plazmy. Ten specjalny numer poświęcony jest utleniaczom i sygnalizacji redoks.
jednym z artykułów jest artykuł przeglądowy zatytułowany ” Regulacja redoks procesów zapalnych jest kontrolowana enzymatycznie.”I. Lorenzen et al. wprowadź cząsteczki aktywne redoks. Podsumowują one różne funkcje i patologiczne implikacje enzymów regulujących ich produkcję i rozpad, takich jak oksydazy fosforanowe dinukleotydów nikotynamidoadeninowych (NOX), syntazy tlenku azotu (NOS), dysmutazy ponadtlenkowe (SOD) i białka z rodziny tioredoksyn (TRX). Ponadto autorzy opisują regulatorowe przełączniki tiolowe w czynniku jądrowym kappa B (NFkB), dezintegrynie i metaloproteinazie 17 (ADAM17) oraz białku grupy high mobility box 1 (HMGB1), a także w szlakach związanych z sygnalizacją zapalną, w tym kaskadach TLR.
w artykule „syntetyczny Diglukozyd lignanu Secoisolariciresinol zapobiega indukowanej azbestem aktywacji zapalnej NLRP3 w makrofagach mysich” R. A. Pietrofesa et al. przeanalizuj potencjalne zastosowanie LGM2605 w chemoprewencji międzybłoniaka wywołanego azbestem. Wcześniej wykazano, że LGM2605 indukuje ekspresję genu czynnika jądrowego (erytroidalnego 2)-podobnego do 2 (Nrf2)-regulowanych przeciwutleniaczy i zmniejsza poziomy komórkowe reaktywnych gatunków, indukowane przez azbest. Autorzy pokazują, że LGM2605 znacznie zmniejsza indukowaną azbestem ekspresję NLRP3 inflammasome, iNOS i NFkB, a także uwalnianie prozapalnych cytokin, poziomy azotanów/azotynów i aktywację nfkb.
praca zatytułowana „zimna Plazma atmosferyczna indukuje apoptozę i regulację Szlaku stresu oksydacyjnego w komórkach białaczki Limfoblastoidalnej T” autorstwa E. Turrini i wsp. celem mechanistycznej analizy wpływu zimnej plazmy atmosferycznej i indukcji reaktywnych gatunków tlenu i azotu (ROS/RNS) na apoptozę, uszkodzenie DNA i kolejne zwiększenie regulacji enzymów związanych z redoksem, takich jak dysmutaza ponadtlenkowa, katalaza i reduktaza glutationowa, łącząc w ten sposób krótkotrwałe gatunki generowane w osoczu z centralnymi komórkowymi szlakami sygnalizacji redoks.
w artykule „toksyczność i immunogenność w czerniaku myszy po ekspozycji na fizyczne utleniacze pochodzące z osocza” S. Bekeschus et al. wykazać przeciwnowotworowe działanie zimnego osocza fizycznego na komórki czerniaka in vitro. W szczególności komórki te podlegają utlenianiu za pośrednictwem osocza, śmierci komórek i zmniejszonej ruchliwości pozostałych żywych komórek. Towarzyszą temu zmiany właściwości biomechanicznych, tj. zwiększona sztywność i różnicowa Regulacja białek zonula occludens 1 (ZO1) w komórkach czerniaka po leczeniu w osoczu. Co ważne, leczenie plazmą zwiększa ekspresję głównych cząsteczek kompleksu zgodności histologicznej klasy I i kalretykuliny, dwóch głównych białek do rozpoznawania i fagocytozy komórek prezentujących antygen, niezbędnych do uzyskania odpowiedzi immunologicznej.
w pracy „2-deoksy-d-glukoza przywraca wrażliwość glikokortykosteroidów w ostrej białaczce limfoblastycznej poprzez modyfikację N-związanej glikozylacji w sposób niezależny od napięcia tlenu” Z. Leni i wsp. , możliwy sposób jest opisany, jak rozwiązać problem chemorezystancji w białaczce dziecięcej. Poprzez podawanie analogów glukozy do różnych ostrych linii komórkowych białaczki limfoblastycznej, autorzy mogli wykazać skuteczne zabijanie komórek nowotworowych, któremu towarzyszył stres siateczkowy endoplazmatyczny i indukcja rozwiniętej odpowiedzi białkowej. Oba procesy są krytyczne w wywoływaniu immunogennej śmierci komórek, która jest w zasadzie zdolna do kierowania zapaleniem i przeciwnowotworowymi odpowiedziami immunologicznymi.
praca L. Hu i wsp. zatytułowany „The Protective role of Ros-Mediated Mitophagy on 125i Seeds Radiation Induced cell Death in Hct116 Cells” odkrywa krytyczną rolę fagocytozy uszkodzonych mitochondriów w indukowanej napromieniowaniem śmierci komórek nowotworowych. Narażając ludzkie komórki raka jelita grubego na napromieniowanie pochodzące od jodku in vitro, odkryli wzrost wewnątrzkomórkowego ROS i celów (np. czynnik indukujący hipoksję α, HIF1a; bcl2 / adenowirus E1B 19 kDa oddziałujące z białkiem białko 3, BNIP3; nip3-podobne białko X, NIX) zaangażowanych w indukcję mitofagii, chroniąc komórki nowotworowe przed śmiercią komórek. Autorzy zaproponowali ścieżki mitofagiczne, aby służyły jako możliwe cele leków w przyszłości.
w artykule A. Leone et al. „profil ekspresji genów stresu oksydacyjnego koreluje ze złym rokowaniem pacjentów z rakiem: identyfikacja kluczowych szlaków może wybrać nowatorskie podejścia terapeutyczne”., autorzy omawiają podwójną rolę reaktywnych form tlenu w inicjacji, progresji i rokowaniu raka. Ich analiza, która obejmuje 6 różnych typów nowotworów, opiera się na specyficznych dla raka profilach genów stresu oksydacyjnego i danych z bazy danych Atlasu genów nowotworowych. Wśród statystycznie istotnych genów związanych z inicjacją i progresją nowotworu autorzy uznali Forkhead box M1 (FoxM1) i reduktazę tioredoksyny 1 (TrxR1) za kluczowe dla regulacji poziomu stresu oksydacyjnego we wszystkich analizowanych typach nowotworów. Ponadto, A. Leone et al. omów, w jaki sposób zidentyfikowane sieci sygnałowe korelują z sygnaturami komórek macierzystych raka i dostarcz tej wiedzy, na których ścieżkach redoks można nadać priorytet dla rozwoju nowych terapii.
podziękowania
zespół redakcyjny gości pragnie podziękować wszystkim autorom nadesłanych prac i artykułów recenzenckich nadesłanych do tego numeru specjalnego. Jesteśmy bardzo wdzięczni licznym recenzentom, którzy poświęcili swój czas, wiedzę i doświadczenie każdemu artykułowi. Mamy nadzieję, że spodoba ci się ten specjalny numer, poświęcony ekscytującej dziedzinie sygnalizacji redoks z naciskiem na raka, stany zapalne i medycynę plazmową.
Sander Bekeschus
Lars Bräutigam
Kristian Wende
Eva-Maria Hanschmann