Prva linija odbrane našeg imunološkog sistema su bela krvna zrnca, od kojih su 40% do 70% neutrofili. Ove ćelije jure na mesta povrede ili infekcije, proizvodeći proteine koji podstiču upalu i napadaju mikrobe koji napadaju. U trenutku odgovora, proteini su ukrašeni molekulima ugljenih hidrata – zvanim glikoproteini – ali naučnici ne znaju kada i kako se ovi složeni molekuli pojavljuju.
Sada, međutim, međunarodni istraživački tim može biti korak bliže razumevanju kada i kako neutrofili naoružavaju svoje proteine koji ubijaju mikrobe. Ovo otkriće, kažu istraživači, može imati implikacije za prečišćavanje personalizovanih imunoloških odgovora.
Svoj rad objavili su u Zborniku Nacionalne akademije nauka.
„Iako znamo da su mikrobicidni proteini koje proizvode neutrofili u velikoj meri modifikovani funkcionalno relevantnim složenim ugljenim hidratima koji se nazivaju glikani, još uvek ne razumemo tačno kako, kada i gde se glikoziliraju neutrofilni proteini“, rekao je odgovarajući autor Morten Tajsen-Andersen, vanredni profesor. , Fakultet prirodnih nauka Univerziteta Mackuarie u Australiji.
Thaisen-Andersen je takođe povezan sa Institutom za istraživanje gliko-jezgra (iGCORE) Univerziteta Nagoja u Japanu. „Ovakvi detalji su važni za bolji opis molekularne osnove za ključne urođene imune procese, uključujući odbranu od patogena. Ovaj rad koristi nove analitičke alate u sistemskoj biologiji da bi istražio ovaj kritični jaz u znanju.“
Neutrofili cirkulišu u krvi u stanju mirovanja, sa onim što istraživači nazivaju „arsenalom prethodno upakovanih citosolnih granula“, koje su subćelijski odeljci ukrašeni antimikrobnim glikoproteinima. Ovi subćelijski odeljci se mobilišu pod specifičnim signalima okoline, omogućavajući neutrofilima da se pomere tamo gde su potrebni i reaguju po potrebi za tu specifičnu pretnju.
Da bi razumeli kako neutrofili primenjuju ispravan tok delovanja, istraživači su prvo izolovali neutrofile od davalaca ljudske krvi. Od neutrofila, istraživači su izolovali intracelularne citosolne granule. Zatim su sveobuhvatno profilisali čitav komplet proteina ukrašenih glikanom iz ovih odeljaka.
Analizom četiri ključna tipa intracelularnih organela u neutrofilima u fazama sazrevanja ćelija od koštane srži do krvi, istraživači su mogli da mapiraju kako, kada i gde proteini neutrofila predstavljaju glikane za borbu protiv mikroba i izvođenje drugih ključnih inflamatornih procesa.
„Naša studija je otkrila da su mikrobicidni proteini koje proizvode neutrofili bogato ukrašeni veoma neobičnim glikanima“, rekao je Thaisen-Andersen. „Zanimljivo je da su neobični obrasci glikozilacije bili ograničeni na određeni odeljak unutar neutrofila u kojima se nalazi većina mikrobicidnih proteina.
Prema istraživačima, njihova analiza je pokazala da je dobro vremenska i koordinirana ekspresija specifične vrste glikoproteina u ranoj fazi sazrevanja neutrofila odgovorna za njihovo ograničeno subćelijsko poreklo. Specifična ekspresija glikoproteina bila je usklađena sa početnim razvojem organele koja razvija mikrobicidni odgovor.
Taj nalaz, rekao je Thaisen-Andersen, pruža „vrijedan resurs“ za vođenje budućih studija o biološkim ulogama i potencijalnoj disregulaciji glikozilacije neutrofila.
„Vođene našom visokopreciznom mapom zdravih neutrofila, buduće studije glikoprofiliranja su sada dobro pozicionirane da istraže glikozilaciju nezrelih neutrofila od pojedinaca koji pokazuju hitnu granulopoezu – ili genezu novih neutrofila kako bi odgovorili na akutnu infekciju ili septički šok – i akutna mijeloična leukemija“, rekao je Thaisen-Andersen. „Takvi napori imaju neiskorišćeni potencijal za otkrivanje imunih odgovora povezanih sa glikoproteinom i pod normalnim i u aberantnim fiziološkim uslovima.“
