Koža je verovatno najveći i jedan od najsvestranijih telesnih organa. Pružajući fizičku barijeru, štiti naše telo od napada okoline. Melanin — prirodni pigment koji proizvode specijalizovane ćelije kože zvane melanociti — štiti naše telo od štetnih efekata ultraljubičastog (UV) zračenja.
UV zračenje je odgovorno za oštećenje DNK, genetske mutacije, a takođe može dovesti do pojave raka kože. NF-E2 vezan faktor 3 ili Nrf3, poznati faktor transkripcije, ili protein uključen u proces pretvaranja DNK u RNK, u izobilju se nalazi u bazalnom sloju epidermisa. Međutim, njegova precizna uloga u proizvodnji melanina ostaje uglavnom neuhvatljiva.
Dr Cujoši Vaku i njegove kolege iz Laboratorije za genetski kod, Fakulteta za život i medicinske nauke i Fakulteta za život i medicinske nauke Univerziteta Došiša, Japan, nedavno su uspeli da otkriju mehanizam melanogeneze posredovan Nrf3.
Koristeći eksperimentisanje in vitro, istraživački tim je pokazao da Nrf3 koordinira proizvodnju melanina regulišući dva ključna procesa: makropinocitozu — gutanje i unos velikih količina tečnosti i membrana — i autofagiju — recikliranje starih, oštećenih, abnormalnih ćelijskih komponenti putem kontrolisanog razgradnje ćelije.
U tom cilju, istraživači su generisali B16F10 ćelije malignog melanocita (melanoma) miša koje prekomerno eksprimiraju Nrf3 ili su iscrpili gen u normalnim ćelijama humanih melanocita (NHEM) i sproveli niz dobro kontrolisanih eksperimenata. Ova studija je stavljena na raspolaganje onlajn 30. decembra 2022. i objavljena je u Cell Reports.
Vodeći autor studije, dr Vaku, vanredni profesor na Univerzitetu Došiša, kaže: „Ova melanogena studija je započeta slučajno. Da bismo istražili efekat Nrf3 na preživljavanje i rast ćelija melanoma. Napravili smo ćelije melanoma koje stabilno eksprimiraju Nrf3, i slučajno su otkrili pozitivan efekat Nrf3 na melanogenezu.“
Koautori Sota Nakata, Haruka Masuda i Haruna Sumi, studenti Univerziteta Doshisha, otkrili su da Nrf3 povećava ekspresiju gena ključnih melanogenih faktora, uključujući Mitf, Tir, Tirp1, Pmel i Oca2, kao odgovor na egzogene i endogene induktore melanina. proizvodnja, forskolin (Fsk) i αMSH.
Štaviše, otkrili su da Nrf3 takođe indukuje ekspresiju gena Cln3, faktora povezanog sa autofagozomom, za makropinocitno preuzimanje prekursora melanina. Pored toga, identifikovali su dva gena povezana sa autofagijom na koje cilja Nrf3, odnosno, Ulk2 i Gabarapl2, koji doprinose preuzimanju prekursora melanina i formiranju melanozoma – specijalizovanih organela odgovornih za sintezu, skladištenje i transport melanina.
Kaže koautor, Aiaka Vada, student Univerziteta Doshisha, „Pokazali smo da Fsk ili αMSH izazivaju proizvodnju melanina u B16F10 ili NHEM ćelijama na način zavisan od Nrf3. Naši rezultati imunoblotinga i imunološkog bojenja sugerišu da se kao odgovor na Fsk, Nrf3 translocira iz ER membrane u jezgro, gde indukuje proizvodnju melanina i formiranje melanozoma.“ Iori Aketa i Shuuhei Hirose, takođe studenti univerziteta i koautori studije, slažu se.
U stvari, istraživači su takođe otkrili da Nrf3 pokreće recikliranje kožnih tkiva olakšavajući autolizozomsku degradaciju melanozoma. Štaviše, tim je pokazao da αMSH — hormon koji stimuliše melanocite — izaziva aktivaciju Nrf3 i kasnije formiranje melanina, dok nelfinavir, inhibitor HIV-1 proteaze, inhibira formiranje melanina posredovano Nrf3.
Dr Vaku dodaje: „Ovi nalazi su pokazali fiziološku ulogu Nrf3 u kaskadi melanogeneze, preko regulacije dinamike ćelijske membrane i glavnog kola melanogenog gena, kao i terapeutski potencijal nelfinavira u uslovima hiperpigmentacije kože.“
Istraživači se nadaju da će njihova nova otkrića biti od interesa ne samo za druge naučnike, već i za kozmetičke i farmaceutske kompanije koje se bave istraživanjem pigmentacije.
Profesor Akira Kobajaši, glavni istraživač Laboratorije za genetski kod na Univerzitetu Došiša, kaže: „Naša osnovna svrha istraživanja je da razjasnimo tumorogeni efekat Nrf3. Ova studija implicira mogućnost patofiziološke korelacije između Nrf3 posredovane proizvodnje melanina i melanoma malignitet“.
Melanin funkcioniše kao prirodna krema za sunčanje. Međutim, njegova prekomerna proizvodnja izaziva melsazmu, staračke pege i pege. Iako se čini da su dalje studije opravdane, studija se čini da uspostavlja verovatnu vezu između prekomerne proizvodnje melanina i raka kože.
