Nowy sposób manipulowania komórkami odpornościowymi może leczyć raka i choroby autoimmunologiczne
Naukowcy odkryli nowy sposób na ograniczenie autoimmunizacji i stymulowanie organizmu do walki z rakiem. Metoda wykorzystuje wcześniej nieznany szlak, który można poddać działaniu leków, do manipulowania komórkami odpornościowymi.
Odkrycie dotyczy cząsteczki o nazwie tetrahydrobiopteryna (BH4), która jest już dobrze znana badaczom biologii mózgu i układu nerwowego.
Jednak nowe badania pokazują, że BH4 pełni nieznaną wcześniej rolę - pomaga kontrolować wzrost limfocytów T w układzie odpornościowym.
Limfocyty T to białe krwinki, które wyszukują i atakują potencjalnie szkodliwe patogeny, takie jak wirusy, bakterie i złośliwe komórki, w tym te, które mogą wywoływać raka.
Kierownikami badania są naukowcy z Instytutu Biotechnologii Molekularnej Austriackiej Akademii Nauk (IMBA) w Wiedniu i inni z Boston Children’s Hospital w Massachusetts. Dziennik Natura niedawno opublikował wyniki.
„Jedną z fascynujących cech naszego odkrycia jest to, że system znany w neurobiologii od dziesięcioleci może odgrywać tak kluczową rolę w biologii limfocytów T” - mówi współautor Josef M. Penninger, dyrektor naukowy i założyciel IMBA.
Wyjaśnia, że odkrycie „łączy dwa zupełnie różne systemy w naszym ciele” i że „było naprawdę niesamowite znaleźć tak krytycznego nowego gracza w biologii limfocytów T”.
Dodaje, że szczególnie interesujące jest to, że odkrycie dotyczy kontroli wzrostu komórek T, a nie ich aktywacji.
Rak i autoimmunizacja
Odkrycie powinno doprowadzić do wielu różnorodnych zastosowań medycznych, od „kontrolowania chorób autoimmunologicznych, astmy i alergii po nowe sposoby wywoływania odporności przeciwnowotworowej” - podsumowuje Penninger.
Wykorzystywanie własnych mechanizmów leczenia organizmu do walki z chorobami to szybko rozwijająca się dziedzina badań medycznych.
Dwóch naukowców otrzymało Nagrodę Nobla 2018 w dziedzinie fizjologii lub medycyny po opracowaniu podejścia do terapii przeciwnowotworowej, które stymuluje wrodzoną zdolność układu odpornościowego do niszczenia komórek nowotworowych.
Takie odkrycia prowadzą do rewolucji w sposobie leczenia raka - choroby, która dotyka miliony ludzi na całym świecie i ma znaczący wpływ na społeczeństwo.
National Cancer Institute szacuje, że w 2018 roku lekarze zdiagnozują 1735350 nowych przypadków raka, a 609,640 osób umrze z powodu tej choroby w Stanach Zjednoczonych.
Choroby mogą również wynikać z nadaktywności lub źle ukierunkowanego układu odpornościowego. Istnieje ponad 80 rodzajów chorób autoimmunologicznych, a te powstają, ponieważ układ odpornościowy atakuje zdrową tkankę, myląc ją z zagrożeniem.
Typowe choroby autoimmunologiczne obejmują nieswoiste zapalenie jelit, cukrzycę typu 1, toczeń rumieniowaty układowy i reumatoidalne zapalenie stawów.
W raporcie National Institutes of Health (NIH) z 2005 r. Oszacowano, że do 23,5 miliona ludzi w USA cierpi na choroby autoimmunologiczne i że „częstość występowania wzrasta”.
Amerykańskie Stowarzyszenie Chorób Autoimmunologicznych twierdzi jednak, że dane NIH uwzględniają tylko 24 choroby autoimmunologiczne, a rzeczywista liczba prawdopodobnie wyniesie około 50 milionów.
Blokery BH4
Organizm wykorzystuje BH4 do produkcji serotoniny i dopaminy, dwóch hormonów, które wysyłają sygnały między komórkami mózgu a układem nerwowym.
Autorzy nowego badania wykazali, że cząsteczka ma również kluczowe znaczenie dla biologii limfocytów T. Wykazali, że zmniejszenie produkcji komórek BH4 „poważnie” ogranicza „proliferację dojrzałych mysich i ludzkich komórek T”.
Wydaje się, że komórki T potrzebują BH4, aby pomóc im regulować żelazo i wytwarzać energię. Jest to zgodne z odkryciami ze znacznie starszych badań, które powiązały niedobór żelaza z problemami z układem odpornościowym.
W mysich modelach raka zespół odkrył, że wzrost BH4 powoduje wzrost większej liczby komórek T i kurczenie się guzów. Wydaje się, że BH4 robi to, pokonując cząsteczkę zwaną kynureniną, która normalnie hamuje wzrost komórek T w guzach.
Współ-starszy autor Clifford J. Woolf, dyrektor F.M. Kirby Neurobiology Center w Boston Children’s Hospital dziwi się, że „molekuła uznawana za niezbędną dla wielu funkcji neurobiologii jest obecnie identyfikowana jako klucz do zupełnie nowych terapii”.
Opisując skutki zmiany ilości BH4, Woolf wyjaśnia: „Kiedy go zmniejszamy, blokujemy proliferację limfocytów T w chorobach autoimmunologicznych lub astmie. Kiedy go podkręcimy, możemy wywołać wzrost komórek T i zaatakować komórki nowotworowe, nawet w niesprzyjających warunkach ”.
Naukowcy przetestowali niektóre blokery BH4 na mysich modelach alergii i chorób autoimmunologicznych. Leki „uspokajały” autoagresywne limfocyty T, zatrzymywały alergiczne stany zapalne i zapobiegały powodowaniu przez limfocyty T ataków autoimmunologicznych w jelitach i mózgu.
Mają nadzieję, że wkrótce przetestują lek oparty na podejściu do ludzi.
„Piękno tego podejścia polega na tym, że zamiast celować w pojedynczą cytokinę lub klasę limfocytów T, zatrzymujemy proliferację we wszystkich limfocytach T związanych z chorobą, co może przełożyć się na aktywność w wielu różnych stanach klinicznych”.
Clifford J. Woolf
