Vai šis bioķīmiskais iekaisums var "izslēgt"?
Makrofāgi ir šūnas, kurām ir galvenā loma iekaisuma gadījumā. Un tagad jaunie pētījumi, kuru vadīja Dublinas Trīsvienības koledža Īrijā, ir atklājuši iepriekš nezināmu procesu, kas var izslēgt iekaisuma faktoru ražošanu makrofāgos.
Pētnieki ierosina, ka jaunais atklājums uzlabo mūsu izpratni par iekaisumu un infekciju.
Viņi cer, ka tas novedīs pie jaunām iekaisuma slimību ārstēšanas metodēm, piemēram, sirds slimībām, reimatoīdo artrītu un zarnu iekaisuma slimībām.
Viņu nesenais atklājums attiecas uz molekulu, kas pazīstama kā itakonāts, kuru makrofāgi ražo no glikozes.
Iepriekšējie pētījumi jau parādīja, ka molekula palīdz regulēt makrofāgu darbību, taču nebija skaidrs, kā tieši tas notika.
"Tas ir labi zināms," skaidro vecākais pētījuma autors Luke O'Neill, bioķīmijas profesors no Dublinas Trīsvienības koledžas, "ka makrofāgi izraisa iekaisumu, bet mēs tikko atklājām, ka tos var pierunāt, lai izveidotu bioķīmisko vielu, ko sauc par itakonātu. ”
Izmantojot cilvēka šūnas un peles modeļus, viņš un viņa kolēģi atklāja, ka itakonāta ražošana bija līdzīga “izslēgta slēdža” aktivizēšanai makrofāgā, iekaisuma karstuma atdzesēšanai nekad iepriekš aprakstītā procesā.
Pētnieki ziņo par saviem atklājumiem dokumentā, kas tagad publicēts žurnālā Daba.
Iekaisums un makrofāgi
Iekaisums ir virkne bioķīmisko reakciju, ko uzsāk imūnsistēma, atklājot kaut ko tādu, kas varētu nodarīt kaitējumu. Mēs to varam redzēt un sajust, kad, piemēram, pirkstā iegūstam šķembu; brūces zona uzbriest, apsārtusi, pulsē un kļūst sāpīga.
Iekaisuma procesam ritot, dažādu šūnu grupas izdala vielas, kas savukārt izraisa virkni atbildes reakciju.
Piemēram, tie izraisa asinsvadu paplašināšanos un caurlaidību, lai vairāk asiņu un aizsardzības šūnu varētu nokļūt traumas vietā, un tie kairina nervus, lai sāpju ziņojumi nonāktu smadzenēs.
Tomēr šo spēcīgo aizsardzības sistēmu var iedarbināt arī tad, kad imūnsistēma kļūdaini uzbrūk veselām šūnām un audiem. Tas izraisa iekaisuma slimības, kas var ilgt daudzus gadus - dažreiz pat visu mūžu.
Makrofāgi ir dažādas šūnas, kas ir iesaistītas daudzos svarīgos ķermeņa procesos, ieskaitot iekaisumu.
Viņu vārds ir cēlies no grieķu valodas “lielajiem ēdājiem”, jo tie uzņem un apstrādā atmirušās šūnas, gružus un svešķermeņus.
Itakonāts un I tipa interferoni
Tāpat kā daudzas šūnas, arī makrofāgi enerģijai izmanto glikozi. Tomēr tos var arī mudināt izmantot itakonāta ražošanai. Zinātnieki jau zināja, ka itakonāts palīdz regulēt daudzus šūnu procesus makrofāgos, taču iesaistītā bioķīmija nebija skaidra.
Jaunajā pētījumā prof. O’Nīls un viņa kolēģi pirmo reizi parādīja, ka „itakonāts ir nepieciešams pretiekaisuma transkripcijas faktora Nrf2 […] aktivizēšanai peles un cilvēka makrofāgos”.
Viņi parādīja, kā, mainot vairāku iekaisuma olbaltumvielu ražošanu, itakonāts aizsargā peles no nāvējoša iekaisuma veida, kas var rasties infekcijas laikā.
Viens no itakonāta ražošanas efektiem bija ierobežot iekaisuma reakciju, kas saistīta ar I tipa interferoniem.
I tipa interferoni ir olbaltumvielu grupa, kas ietekmē imūno reakciju, kas rodas vīrusu, baktēriju, sēnīšu un citu patogēnu inficēšanās laikā.
Ir zināms, ka olbaltumvielas ir īpaši svarīgas aizsardzībai pret vīrusiem. Tomēr dažu veidu infekcijās tie var izraisīt arī nevēlamas reakcijas.
Autori secina, ka viņu atklājumi "pierāda, ka itakonāts ir izšķirošs pretiekaisuma metabolīts, kas caur Nrf2 iedarbojas, lai ierobežotu iekaisumu un modulētu I tipa interferonus."
Pētījums ir pirmais, kas apraksta ķīmiskās reakcijas, kas slēpjas itakonāta pretiekaisuma iedarbībā, un tas ir pionieru darbs iekaisuma pētījumu jomā.
Pētnieki tagad plāno uzzināt, kā izmantot secinājumus, lai izveidotu jaunus pretiekaisuma līdzekļus.
"Šis atklājums un jaunie izpētes ceļi, kurus tas ir atvēris, mūs kādu laiku aizņems, taču mēs ceram, ka tas kādreiz radīs pārmaiņas pacientiem ar slimībām, kuras joprojām ir grūti ārstējamas."
Prof. Lūks O’Nīls
Papildus pētniekiem no Dublinas Trīsvienības koledžas sadarbojās arī zinātnieki no šādām institūcijām: Hārvardas Medicīnas skola Bostonā, MA; Džona Hopkinsa universitāte Baltimorā, MD; Kembridžas universitāte, Oksfordas universitāte un Dandī universitāte, kas visas atrodas Apvienotajā Karalistē; un farmācijas uzņēmums GlaxoSmithKline.
