Nova studija laboratorije prof. Erana Elinava na Vajcman institutu za nauku dobila je neočekivani podsticaj mirovnim sporazumom između Izraela i Ujedinjenih Arapskih Emirata. Nakon ovog sporazuma, Elinav je pozvan na naučnu konferenciju u Dubaiju. Na putu na sesije, delio je taksi sa nemačkim imunologom, prof. Ajkeom Lacom, i saznao da su bez znanja jedni drugima radili na istoj temi. „Profesor Lac mi je rekao o neverovatnom kompleksu proteina koji je proučavao, a ja sam mu rekao da moja laboratorija proučava isti kompleks“, priseća se Elinav. „Počeli smo da razmenjujemo ideje na način koji je pomogao obema stranama da popune delove koji nedostaju.“
Kompleks koji je toliko fascinirao oba tima je nova vrsta inflamasoma – to jest, jedan od snopova proteina u obliku cveta koji služe kao „detektori dima“ imunog sistema, upozoravajući ga na infekciju ili oštećenje tkiva. Za razliku od detektora dima u vašoj kuhinji, oni se iznova sastavljaju za svaku pretnju. Jednom kada identifikuju opasnost, pokreću ogromnu proizvodnju inflamatornih hemikalija zvanih citokini, koji zatim minimiziraju oštećenje tkiva uklanjanjem inficiranih ili oštećenih ćelija.
Kada detektori ne uspeju da urade svoj posao kako treba, ovaj zaštitni inflamatorni odgovor ne može da teče svojim tokom, a rezultat može biti nekontrolisana upala koja vodi do bolesti. Duboko razumevanje funkcije inflamasoma bi stoga moglo pomoći u razvoju novih terapija za različite inflamatorne poremećaje.
Upravo zbog toga je Elinavov tim krenuo u potragu za novim inflamazomom. U stvari, Elinav je dugo bio zainteresovan za ovu temu. Tokom svog postdoktorskog istraživanja, identifikovao je novi inflamasom koji je bio prvi te vrste koji je otkriven: NLRP6. Uglavnom je prisutan u epitelnim ćelijama creva – ćelijama koje čine sluznicu creva – dok svih pet inflamasoma koji su bili poznati u to vreme funkcionišu u imunim ćelijama.
Svaka vrsta inflamasoma je usmerena na otkrivanje različite vrste pretnje, obezbeđujući odgovor koji je i brz i precizan. Neki inflamazomi, na primer, uočavaju DNK na mestima gde ne bi trebalo da bude – to jest, u ćelijskoj citoplazmi, gde bi to verovatno bio znak bakterijske, virusne ili gljivične infekcije ili neinfektivnog stresa za ćeliju.
Potraga za još jednim novim inflamazomom počela je misterijom. Inflamazomi se oslanjaju na senzorne proteine koji pripadaju istoj porodici, ali se donekle razlikuju jedan od drugog, u zavisnosti od vrste pretnje koju identifikuju. Jedan član porodice sensing-proteina, nazvan NLRP10, zbunio je naučnike jer je izgledalo kao da bi mogao da leži u jezgru inflamasoma – osim što mu je nedostajala ključna senzorna jedinica koja se nalazi kod njegovih braće i sestara. A detektor dima kojem nedostaje senzorska komponenta ne može da funkcioniše. Naučnici su bili zbunjeni u vezi sa ulogom proteina NLRP10 u telu.
Elinavov tim, na čelu sa dr. Danping Zheng, Gaiatree Mohapatra i Lara Kern su se pozabavile ovim pitanjem proučavajući miševe, za koje je otkriveno da eksprimiraju protein NLRP10 u njihovim srcima, koži i sluzokoži creva. Stvaranjem genetski modifikovanih miševa kojima je nedostajao NLRP10 u ćelijama sluznice creva i upoređujući ih sa običnim miševima u nizu različitih eksperimenata, istraživači su uspeli da pokažu da je NLRP10 sposoban da formira ranije nepoznatu vrstu inflamazoma. Ovo sugeriše da uprkos tome što nema klasičnu senzorsku jedinicu, NLRP10 protein ima i druge mogućnosti detekcije.
Naučnici su zatim otkrili mehanizam delovanja inflamazoma NLRP10, pokazujući da je specijalizovan za otkrivanje oštećenja mitohondrija, ćelijskih elektrana, koje su među prvim organelama koje su oštećene u infekciji ili povredi tkiva. U trenutku kada su mitohondrije poremećene u velikom broju ćelija, inflamazom NLRP10 preuzima signal opasnosti, izazivajući lokalni imuni odgovor koji dovodi do smrti ovih ćelija.
Ali možda najvažnije, istraživači su pokazali da inflamasom NLRP10 može igrati ulogu u prevenciji inflamatorne bolesti creva. Ova bolest može početi oštećenjem sluznice creva izazvanim samodestruktivnim auto-inflamatornim procesom. Mikrobi creva (koji se zajednički nazivaju mikrobiom) zatim dolaze u kontakt sa delom creva bez klica, što izaziva snažan, štetan inflamatorni odgovor. Osim ako se odmah ne obuzda, takav odgovor može napredovati do ogromnog oštećenja creva.
U studiji, objavljenoj u Nature Immunologi, istraživači su pokazali da je kod miševa koji nemaju funkcionalni inflamazom NLRP10 u sluznici debelog creva mnogo veća verovatnoća nego kod kontrolnih miševa da razviju tešku ili čak fatalnu inflamatornu bolest creva kada je ova sluznica povređena. To je očigledno zato što bez NLRP10, prvi korak procesa zarastanja – koji sadrži i eliminiše početnu štetu – nije uspeo.
U međuvremenu, Latz i njegov tim na Univerzitetu u Bonu bavili su se istim pitanjima iz drugog pravca: izvođenjem biohemijskih studija na tkivu kože. Oni su došli do sličnih zaključaka kao i istraživači Veizman, pokazujući da inflamazom NLRP10 oseća oštećenje mitohondrija u ćelijama kože i sugerišući da kvarovi u ovoj novootkrivenoj vrsti senzora mogu igrati ulogu u inflamatornoj bolesti kože.
„Ovo otkriće dodaje kritičnu komponentu našem razumevanju funkcija epitelnih ćelija kao verodostojnih imunih ćelija koje pružaju aktivan i visoko regulisan prvi sloj zaštite od dolazećih pretnji“, kaže Elinav. „Sledeći korak je da saznamo da li novi inflamazom deluje kod ljudi na isti način kao i kod miševa. Tada bismo mogli da napravimo lek koji bi ga aktivirao, kako bi ubrzao zarastanje ili sprečio oštećenje tkiva koje nastaje. kod inflamatornih bolesti kože ili creva.“
