Első alkalommal sikerült bemutatni az emberi epiteliális nátriumcsatornát azóta, hogy 1993-ban expressziós klónozással először izolálták és bizonyították a létezését. Isabelle Baconguis és Sigrid Noreng, az Oregoni Egészség- és Orvostudományi Egyetem (OHSU) Vollum Intézetének kutatói kifejtették az eLife folyóiratban közzétett tanulmányukban, hogy a felfedezés kiindulópontja lehet jobb kezelések kifejlesztésének olyan betegségek esetén, amelyek összefüggésben vannak a csatorna működésével. Sőt úgy vélik, hogy eredményeik határozottan előre fogják mozdítani a fejlődést ezen a területen.
A csatorna a szervezet egészében lehetővé teszi a nátriumionok felszívódását a szövetekbe, beleértve a vesét is. Azaz jelentős hatással van az emberi egészség szempontjából kulcsfontosságú nátriumegyensúly, vértérfogat és vérnyomás szabályozására. "Enélkül már a tengereket sem tudtuk volna elhagyni" - idézi a phys.org tudományos portál Richard Posertet, a tanulmány társszerzőjét.
Miért fontos az epiteliális nátriumcsatorna?
Az epiteliális nátriumcsatorna (röviden ENaC) diszfunkciója súlyos hipertónia kialakulásához vezethet, mint például Liddle-szindróma vagy újszülöttkori sóvesztés esetében. A felfedezés a csatorna sajátos felépítésével kapcsolatos biofizikai problémák megoldását teszi lehetővé, ami végső soron új gyógyszerek kifejlesztéséhez vezethet. Ezek javítják az olyan betegségek kezelését, mint a súlyos magasvérnyomás , a szívelégtelenség és a nefrózis szindróma. "Nincsenek olyan gyógyszerek, amelyek kifejezetten ezt a fehérjét célozzák. A csatorna szerkezetének felfedezése nagyon fontos lesz az új és jobb vérnyomáscsökkentők kifejlesztésében" - mondta Noreng.
A felfedezés annak köszönhető, hogy az OHSU működésbe állított egy új típusú (krio-EM) elektronmikroszkópot, amely lehetővé teszi a tudósok számára, hogy a biológiai molekulákat atomi szinten ábrázolják és természetes állapotukban lássák. Azaz nem kell a képzeletükre hagyatkozni egy-egy bonyolult anyag esetében, hanem a szó valóságos értelmében szemügyre vehetik azt.
A krio-EM vizsgálatok jelentősége
Már 30 évvel ezelőtt rájöttek a tudósok, hogy a biológiai makromolekulák atomi szintű vizsgálatához fenn kell tartaniuk azok natív állapotát, amelyben működőképességük és funkcionalitásuk zavartalan és szerkezeti formájuk is sértetlen. Ezt pedig akkor érhetik el, ha alaposan lehűtik őket. Ez hozta létre a mélyhűtött, azaz kriogén elektronmikroszkópos (krio-EM) technológiát. A krio-EM (amelyért 2017-ben Nobel-díjat is adtak ) ma már igen hatékony eszköz a biológiai makromolekuláris struktúrák vizsgálatában, beleértve a változásokat követő dinamikus elemzéseket fejlett képfeldolgozó algoritmusok alkalmazásával. Ha e módszerhez egyedi részecskeelemzést és elektrontomográfiát is hozzákapcsolnak, akkor a technológia még szélesebb körben alkalmazható.
A krio-EM megfelelő technika a sugárérzékeny anyagok, például a biológiai makromolekulák vagy a könnyű atomok megjelenítésére. A biológiai molekulák szerkezete általában sértetlen marad e módszer alkalmazása közben, amikor a mintákat a biomolekulákat tartalmazó oldat gyorsfagyasztásával hozzák létre, és a nagy vákuumban és alacsony (-123 és -148 Celsius fok közötti) hőmérsékleten működő elektronmikroszkópba töltik. Ezen a hőmérsékleten kiküszöbölhetik az ionizáló sugárzás hatásait, amely így nem képes károsítani a vizsgált molekulákat. Az eredmény olyan képek előállítása, amelyek többek között hozzásegítenek új gyógyszerek - például vérnyomásszabályozók - előállításához.
