Czy ten biochemiczny stan „wyłącza” stan zapalny?
Makrofagi to komórki, które odgrywają kluczową rolę w zapaleniu. A teraz nowe badania - prowadzone przez Trinity College Dublin w Irlandii - wykazały nieznany wcześniej proces, który może wyłączyć produkcję czynników zapalnych w makrofagach.
Naukowcy sugerują, że nowe odkrycie poprawia naszą wiedzę na temat stanu zapalnego i infekcji.
Mają nadzieję, że doprowadzi to do nowych metod leczenia chorób zapalnych, takich jak choroby serca, reumatoidalne zapalenie stawów i nieswoiste zapalenie jelit.
Niedawne odkrycie dotyczy cząsteczki znanej jako itakonian, którą makrofagi wytwarzają z glukozy.
Wcześniejsze badania wykazały już, że cząsteczka pomaga regulować funkcję makrofagów, ale nie było jasne, jak dokładnie to robi.
„Powszechnie wiadomo”, wyjaśnia współautor badania Luke O'Neill, profesor biochemii z Trinity College w Dublinie, „że makrofagi powodują zapalenie, ale właśnie odkryliśmy, że można je nakłonić do wytworzenia substancji biochemicznej zwanej itakonatem. ”
Korzystając z modeli ludzkich komórek i myszy, on i jego koledzy odkryli, że wytwarzanie itakonianu było podobne do aktywowania „wyłącznika na makrofagach, schładzającego ciepło zapalenia w procesie nigdy wcześniej nie opisywanym”.
Naukowcy opisują swoje odkrycia w artykule opublikowanym obecnie w czasopiśmie Natura.
Zapalenie i makrofagi
Zapalenie to seria reakcji biochemicznych uruchamianych przez układ odpornościowy, gdy wykryje coś, co może spowodować szkody. Możemy to zobaczyć i poczuć, gdy na przykład dostaniemy drzazgę w palec; obszar rany puchnie, czerwienieje, pulsuje i staje się bolesny.
W miarę rozwoju procesu zapalnego grupy różnych komórek uwalniają substancje, które z kolei wyzwalają szereg odpowiedzi.
Na przykład powodują rozszerzenie naczyń krwionośnych i ich przepuszczalność, dzięki czemu więcej krwi i komórek obronnych może dotrzeć do miejsca urazu, a także podrażniają nerwy, tak że komunikaty o bólu docierają do mózgu.
Jednak ten potężny system obronny może również zostać uruchomiony, gdy układ odpornościowy przez pomyłkę zaatakuje zdrowe komórki i tkanki. Prowadzi to do chorób zapalnych, które mogą trwać wiele lat, a czasem nawet całe życie.
Makrofagi to różnorodne komórki, które biorą udział w wielu ważnych procesach w organizmie, w tym w stanach zapalnych.
Ich nazwa pochodzi od greckiego określenia „duże zjadacze”, ponieważ spożywają i przetwarzają martwe komórki, szczątki i obce materiały.
Itakonat i interferony typu I.
Podobnie jak wiele komórek, makrofagi zużywają glukozę jako energię. Jednak można je również nakłonić do użycia go do produkcji itakonianu. Naukowcy już wiedzieli, że itakonian pomaga regulować wiele procesów komórkowych w makrofagach, ale biochemia, z którą się to wiąże, nie była jasna.
W nowym badaniu prof. O’Neill i współpracownicy po raz pierwszy wykazali, że „itakonian jest niezbędny do aktywacji przeciwzapalnego czynnika transkrypcyjnego Nrf2 […] u myszy i ludzkich makrofagów”.
Zademonstrowali, jak zmieniając produkcję kilku białek zapalnych, itakonat chronił myszy przed typem śmiertelnego zapalenia, które może powstać podczas infekcji.
Jednym z efektów produkcji itakonianu było ograniczenie odpowiedzi zapalnej z udziałem interferonów typu I.
Interferony typu I to grupa białek, które wpływają na odpowiedzi immunologiczne powstające podczas infekcji wirusami, bakteriami, grzybami i innymi patogenami.
Wiadomo, że białka są szczególnie ważne w obronie przed wirusami. Jednak mogą również powodować niepożądane reakcje w niektórych typach infekcji.
Autorzy konkludują, że ich odkrycia „pokazują, że itakonian jest kluczowym metabolitem przeciwzapalnym, który działa poprzez Nrf2, ograniczając stan zapalny i modulując interferony typu I”.
Będąc pierwszym, który opisał reakcje chemiczne stojące za działaniem przeciwzapalnym itakonatu, badanie stanowi pionierską pracę w dziedzinie badań nad zapaleniem.
Naukowcy planują teraz dowiedzieć się, jak wykorzystać odkrycia do tworzenia nowych leków przeciwzapalnych.
„To odkrycie i nowe ścieżki badawcze, które otworzyły, będą nas zajmować przez jakiś czas, ale mamy nadzieję, że pewnego dnia wpłynie to na pacjentów cierpiących na choroby, które nadal są trudne do wyleczenia”.
Prof. Luke O’Neill
Oprócz naukowców z Trinity College w Dublinie współpracowali również naukowcy z następujących instytucji: Harvard Medical School w Bostonie, MA; Johns Hopkins University w Baltimore, MD; University of Cambridge, University of Oxford i University of Dundee, z których wszystkie znajdują się w Wielkiej Brytanii; oraz firma farmaceutyczna GlaxoSmithKline.
