Search

Choroby genetyczne i immunologiczne mimo wielu podejmowanych prób leczenia ciągle stanowią duże wyzwanie dla współczesnej medycyny. Obecne formy terapii tychchorób obejmują farmakologiczne łagodzenie ich objawów, rehabilitację czy pomoc psychologiczną, które choć bardzo ważne, nie są niestety wystarczające. Dlatego poszukiwanie nowych terapeutyków, które mogłyby z powodzeniem usuwać główne przyczyny tych chorób, ma ogromne znaczenie dla społeczeństwa. Związki pochodzenia naturalnego wykazują bardzo wiele aktywności biologicznych, dzięki którym są one kandydatami na leki w takich chorobach. Jednym z nich jest genisteina należąca do grupy flawonoidów. Dzięki szeregowi procesów na które wpływa, genisteina znalazła się w centrum zainteresowania naukowców pracujących nad chorobami o różnej etiologii, przebiegu i sposobie dziedziczenia. Wykorzystana została już w eksperymentalnej terapii chorób genetycznych (choroby Huntingtona, stwardnienia zanikowego bocznego, choroby Parkinsona, mukowiscydozy) lub autoimmunizacyjnych i alergicznych. W trakcie przebiegu są próby kliniczne z zastosowaniem genisteinyw chorobie Alzheimera oraz mukopolisacharydozy typu III (w tym drugim przypadku odbywa się próba kliniczna trzeciej fazy). Niezwykle interesującym faktem jest wykorzystanie bardzo zróżnicowanych właściwości genisteiny w próbach leczenia każdej z tych chorób. W niniejszej pracy zebrane zostały informacje o dokładnych molekularnych mechanizmach działania genisteiny w aspekcie terapii wymienionych wyżej chorób genetycznych oraz immunologicznych wraz z określeniem terapeutycznego potencjału każdej z aktywności opisywanego flawonoidu, efektywności jego działania oraz potencjalnego wdrożenia leczenia w przyszłości.

Leczenie chorób neurodegeneracyjnych, schorzeń charakteryzujących się postępującą utratą komórek nerwowych, stanowi ogromne wyzwanie współczesnej medycyny. Poszukiwanie leków na te choroby trwa w wielu laboratoriach na świecie. Do dnia dzisiejszego zaproponowano kilka strategii terapeutycznych, które nie wykazują jednak wystarczającej skuteczności albo są jeszcze na wczesnym etapie badań przedklinicznych. Jednym z najnowszych podejść do terapii jest przyspieszona degradacja agregatów białkowych, które stanowią przyczynę aż 70% tych schorzeń. Procesem, który mógłby zostać wykorzystany w tym celu jest autofagia czyli lizosomalna degradacja makrocząsteczek która odpowiednio zaindukowana mogłaby doprowadzić do takiego efektu. Poszukiwania związku, który nie tylko aktywowałby autofagię ale był także bezpieczny w długoterminowym stosowaniu oraz przekraczał barierę krew-mózg doprowadziły do badań nad jednym z flawonoidów, genisteiną, którego szczególnie duże stężenia można znaleźć w soi. Badania przeprowadzone nad tym flawonoidem wskazały jego niezwykłą skuteczność w usuwaniu agregatów białkowych tworzonych przez β-amyloid i hiperfosforylowaną formę białka tau, a także zmutowaną huntingtynę. Co więcej, u zwierząt będących modelami tych chorób wskazano na całkowite zniesienie kognitywnych i motorycznych objawów. Z uwagi na wysokie bezpieczeństwo stosowania genisteiny oraz fakt, że przekracza ona barierę krew-mózg, izoflawon ten jest kandydatem na skuteczny lek w leczeniu nie tylko choroby Alzheimera i Huntingtona ale także innych chorób spowodowanych agregacją białek. W manuskrypcie przedstawiono najnowsze dane dotyczące badań nad zastosowaniem genisteiny w modelach chorób neurodegeneracyjnych ze szczególnym naciskiem na jej działanie zależne od procesu autofagii.

Development of therapies for neurodegenerative diseases, disorders characterized by progressing loss of neurons, is a great challenge for current medicine. Searching for drugs for these diseases is being proceeded in many laboratories in the world. To date, several therapeutical strategies have been proposed which, however, are either of insufficient efficacy or at the early preclinical stages. One of the newest concepts is elevated efficiency of degradation of protein aggregates which are causes of 70% of these diseases. Autophagy, i.e. lysosomal degradation of macromolecules, is a process which could be employed in such a strategy Searching for a compound which would not only stimulate autophagy but also reveal safety in a long-term usage and be able to cross the blood-brain-barrier led to studies on one of flavonoids, genistein which occurs at high concentrations in soy. Experiments with this compound indicated its enormous efficiency in removing protein aggregated formed by beta-amyloid, hyperphosphorylated tau protein, and mutant huntingtin. Moreover, using animal models of these diseases, correction of cognitive and motoric symptoms was demonstrated. Considering safety of genistein as well as its ability to crossing the blood-brain-barrier, one may assume that this molecule is a candidate for an effective drug in therapies of not only Alzheimer disease and Huntington disease, but also other disorders caused be protein aggregates. In this article, recent results of studies on the use of genistein in different models of neurodegenerative diseases are summarized, with special emphasis on its autophagy-dependent action.Leczenie chorób neurodegeneracyjnych, schorzeń charakteryzujących się postępującą utratą komórek nerwowych, stanowi ogromne wyzwanie współczesnej medycyny. Poszukiwanie leków na te choroby trwa w wielu laboratoriach na świecie. Do dnia dzisiejszego zaproponowano kilka strategii terapeutycznych, które nie wykazują jednak wystarczającej skuteczności albo są jeszcze na wczesnym etapie badań przedklinicznych. Jednym z najnowszych podejść do terapii jest przyspieszona degradacja agregatów białkowych, które stanowią przyczynę aż 70% tych schorzeń. Procesem, który mógłby zostać wykorzystany w tym celu jest autofagia czyli lizosomalna degradacja makrocząsteczek która odpowiednio zaindukowana mogłaby doprowadzić do takiego efektu. Poszukiwania związku, który nie tylko aktywowałby autofagię ale był także bezpieczny w długoterminowym stosowaniu oraz przekraczał barierę krew-mózg doprowadziły do badań nad jednym z flawonoidów, genisteiną, którego szczególnie duże stężenia można znaleźć w soi. Badania przeprowadzone nad tym flawonoidem wskazały jego niezwykłą skuteczność w usuwaniu agregatów białkowych tworzonych przez β-amyloid i hiperfosforylowaną formę białka tau, a także zmutowaną huntingtynę. Co więcej, u zwierząt będących modelami tych chorób wskazano na całkowite zniesienie kognitywnych i motorycznych objawów. Z uwagi na wysokie bezpieczeństwo stosowania genisteiny oraz fakt, że przekracza ona barierę krew-mózg, izoflawon ten jest kandydatem na skuteczny lek w leczeniu nie tylko choroby Alzheimera i Huntingtona ale także innych chorób spowodowanych agregacją białek. W manuskrypcie przedstawiono najnowsze dane dotyczące badań nad zastosowaniem genisteiny w modelach chorób neurodegeneracyjnych ze szczególnym naciskiem na jej działanie zależne od procesu autofagii.

Genetic and immunological diseases, despite many attempts to develop effective treatments, still remain a great challenge for medicine. Current therapies of these diseases consist of pharmacological alleviation of symptoms, rehabilitation and psychological help which, although very important, are not sufficient. Therefore, searching for new therapeutics which could remove the major causes of these diseases is of particular importance for the society. Natural compounds reveal many biological activities which makes them candidates for drugs in such diseases. One of them is genistein, a compound from the group of flavonoids. As it affects multiple processes, genistein has become in the center of interest of many scientists working on diseases of various etiology, course and inheritance. It was used in experimental therapies of some genetic diseases (Huntington's disease, amyotrophic lateral sclerosis Parkinson disease, cystic fibrosis), as well as autoimmunological diseases and allergies. Clinical trials with the use of genistein in treatment of patients suffering from Alzheimer's diseases and mucopolysaccharidosis type III are ongoing. The employment of differential properties of genistein in attempts to treat each of these diseases is of special interest. In this review, detailed molecular mechanisms of genistein action are summarized in the light of therapies of the above mentioned genetic and immunological diseases, including description of therapeutic potentials of each activity of this isoflavone, efficiency of its action, and its potential use as a drug in the future.Choroby genetyczne i immunologiczne mimo wielu podejmowanych prób leczenia ciągle stanowią duże wyzwanie dla współczesnej medycyny. Obecne formy terapii tych chorób obejmują farmakologiczne łagodzenie ich objawów, rehabilitację czy pomoc psychologiczną, które choć bardzo ważne, nie są niestety wystarczające. Dlatego poszukiwanie nowych terapeutyków, które mogłyby z powodzeniem usuwać główne przyczyny tych chorób, ma ogromne znaczenie dla społeczeństwa. Związki pochodzenia naturalnego wykazują bardzo wiele aktywności biologicznych, dzięki którym są one kandydatami na leki w takich chorobach. Jednym z nich jest genisteina należąca do grupy flawonoidów. Dzięki szeregowi procesów na które wpływa, genisteina znalazła się w centrum zainteresowania naukowców pracujących nad chorobami o różnej etiologii, przebiegu i sposobie dziedziczenia. Wykorzystana została już w eksperymentalnej terapii chorób genetycznych (choroby Huntingtona, stwardnienia zanikowego bocznego, choroby Parkinsona, mukowiscydozy) lub autoimmunizacyjnych i alergicznych. W trakcie przebiegu są próby kliniczne z zastosowaniem genisteiny w chorobie Alzheimera oraz mukopolisacharydozy typu III (w tym drugim przypadku odbywa się próba kliniczna trzeciej fazy). Niezwykle interesującym faktem jest wykorzystanie bardzo zróżnicowanych właściwości genisteiny w próbach leczenia każdej z tych chorób. W niniejszej pracy zebrane zostały informacje o dokładnych molekularnych mechanizmach działania genisteiny w aspekcie terapii wymienionych wyżej chorób genetycznych oraz immunologicznych wraz z określeniem terapeutycznego potencjału każdej z aktywności opisywanego flawonoidu, efektywności jego działania oraz potencjalnego wdrożenia leczenia w przyszłości.