Istraživači Cedars-Sinai identifikovali su nekoliko koraka u ćelijskom procesu koji su odgovorni za pokretanje jednog od važnih inflamatornih odgovora tela. Njihovi nalazi, objavljeni u časopisu Science Immunologi, otvaraju mogućnosti za modulaciju vrste upale povezane sa nekoliko infekcija i inflamatornih bolesti.
Konkretno, istraživači su poboljšali razumevanje koraka koji dovode do proizvodnje IL-1 beta, snažnog inflamatornog proteinskog signala koji se oslobađa tokom mnogih inflamatornih odgovora.
„Sada imamo jasnije razumevanje postupnog procesa koji vodi do proizvodnje IL-1 beta“, rekla je dr Andrea Volf, docent za biomedicinske nauke i medicinu na Cedars-Sinai, i viši i odgovarajući autor na novoj studiji. „Razumevanjem procesa, nadamo se da ćemo jednog dana pronaći tretman za bolesti povezane sa ovim inflamatornim odgovorom.“
Kada urođeni imuni sistem – odbrambeni sistem sa kojim smo rođeni – identifikuje potencijalno štetnu bakteriju, virus ili drugog spoljnog napadača, on oslobađa bela krvna zrnca da okruže i napadnu stranog agensa. Ovo može izazvati otok, crvenilo, toplotu i bol u tkivima tela koji – u zdravom telu – na kraju nestaju.
Neki ljudi se, međutim, zaglave u fazi upale. Ovo uzrokuje ono što je poznato kao hronična upala. Hronična upala može oštetiti zdrave ćelije u telu i smatra se da dovodi do ozbiljnih stanja poput dijabetesa tipa 2, bolesti srca i depresije.
„Upala je u mnogim slučajevima od vitalnog značaja za napredan imuni sistem i zdravo telo“, rekao je David Underhill, dr, predsednik Odeljenja za biomedicinske nauke i porodične katedre Janis i Villiam Vetsman za inflamatornu bolest creva, koji je takođe stariji i dopisni autor studije. „Međutim, produžena upala može izazvati pustoš u telu. Ovo naglašava važnost razumevanja ćelijskog procesa kako se upala aktivira kako bismo mogli da radimo na pronalaženju novih tretmana za obuzdavanje hronične upale.“
Studija je nastavak istraživanja Cedars-Sinai objavljenog 2016. godine koje objašnjava kako ćelije deluju da otkriju infekciju. U toj studiji, istraživači su otkrili da enzim nazvan heksokinaza, koji obično koriste ćelije za pretvaranje glukoze u energiju, ima drugu, inflamatornu funkciju. Otkrili su da se heksokinaza vezuje za šećer iz ćelijskog zida bakterija i aktivira inflamazome, što dovodi do proizvodnje IL-1 beta. Inflamazomi su receptori urođenog imunog sistema koji prepoznaju mikrobe i oštećenja tkiva. Sadašnji rad predstavlja potpuniju sliku ovog procesa.
Istraživači su otkrili da heksokinaza napušta mitohondrije, deo ćelije koji generiše energiju. Ovo ubrzava imuni odgovor: oslobađanje heksokinaze destabilizuje mitohondrije i upozorava ćeliju da nešto nije u redu. Ovo dovodi do grupisanja kanala zvanog VDAC u membrani mitohondrija, koji stupa u interakciju sa drugim proteinom zvanim NLRP3 da bi pokrenuo sklapanje inflamasoma. Inflamazomi zatim proizvode IL-1 beta, pokretač upale.
Istraživači su proučavali ćelije koje su dobijene od laboratorijskih miševa da bi razumeli korake uključene u IL-1 beta put. Tim je koristio supstance zvane inhibitori koji blokiraju ćelijske funkcije, kao i tehnologiju za uređivanje gena da bi isključili određene gene i proteine koje oni eksprimiraju. Ovo im je omogućilo da shvate koji su proteini vitalni za pokretanje upale.
Postdoktorski naučnik Cedars-Sinai, dr Sung Hoon Baik, koristio je mikroskop super rezolucije koji je deo Cedars-Sinai Biobanke i resursa za istraživanje patologije da vizualizuje i izmeri korake ovog zapaljenog procesa unutar pojedinačnih ćelija.
„Mogućnost ciljanja na određene korake na ovom putu je od vitalnog značaja, jer osim što su važne za upalu, komponente ovog puta takođe igraju vitalnu ulogu u održavanju energije unutar ćelije“, rekao je Volf. „Želimo da se vratimo na njegovu zapaljivu ulogu, a ne samo da ga isključimo, jer bi to bilo loše za ćeliju.“
Istraživači nastavljaju da proučavaju ćelijske korake koji dovode do i koji su rezultat uloge heksokinaze u aktivaciji inflamasoma. Oni takođe koriste rezultate ove studije kako bi počeli da ciljaju ovaj inflamatorni put kod različitih bolesti.
