Биолозите са изследвали механизмите на ефекта на модификациите на протеините върху апоптозата
Тялото на всички известни живи същества постоянно се нуждае от почистване на „допълнителни“ клетки, които вече са изпълнили своята функция или са станали опасни в резултат на увреждане на генетичен материал, причинено например от различни токсични вещества, ултравиолетово лъчение и други причини. Самоунищожението на такива потенциално опасни клетки е известно като процес на програмирана клетъчна смърт, един от видовете от които е апоптоза.
„Нарушенията в механизма за започване и протичане на апоптозата водят до най-нежеланите последици за организма. И така, прекомерната клетъчна смърт унищожава невроните, което води мозъка ни до състояние, при което първо се губи краткосрочна памет, а след това се губи дългосрочна памет, страдат груби и фини двигателни умения, развиват се психози. Развитието на болестта на Алцхаймер, Паркинсон, амиотрофичната латерална склероза и хореята на Хънтингтън в една или друга степен е свързано с повишена апоптотична клетъчна смърт. Освен това прекомерната смърт може да причини хематологични, имунни и метаболитни заболявания. Въпреки това, един от най-тъжните примери за заболявания, свързани с нарушения на апоптозата, се характеризира със своята недостатъчност. Клетката, която е получила мутация, обикновено трябва да започне процеса на саморазрушаване, но лошият контрол и нарушенията в апоптотичните механизми причиняват появата на злокачествени тумори ", казва професор Борис Животовски, ръководител на лабораторията за изследване на механизмите на апоптоза, в която е извършена работата.
Апоптотичните процеси на молекулярно ниво се задействат и продължават от специални ензимни протеини - цистеинови протеази или каспази. Обикновено тези ензими съществуват като неактивна проформа и трябва да претърпят редица промени, за да образуват активен тетрамер. Огромно разнообразие от стимули може да служи като сигнал за стартиране на програмата за саморазрушаване на клетките: свързване на определени молекули със смъртните рецептори на клетъчната повърхност, увреждане на ДНК, натрупване на неправилно сгънати протеини, липса на хранителни вещества, поява на реактивни кислородни видове в клетка, отопление. Всички горепосочени фактори допринасят за започването на поредица от последователни реакции на активиране на каспази или каскадна каскада. Разбирането на детайлите на процесите на регулиране на каспаза е тясно свързано със способността за рационална манипулация на апоптозата, за да се получат терапевтични ползи. Цялата верига от реакции започва с разцепването на така наречените инициаторни каспази, които активират ефекторни каспази. Появата на активни протеази в клетката води до разрушаване на по-голямата част от клетъчните структури, разграждане на ядрото и разпадане на клетката до апоптотични тела. Тази сложна система обаче изисква внимателно наблюдение, тъй като случайното активиране на каспази може да доведе до ужасни последици за клетката.