Как клетките и имунните клетки на човешкото тяло могат да реагират бързо на физически и химични промени в околната среда?
Въпреки че генетичните мутации могат да причинят промени в свойствата на клетката, негенетичните механизми могат да стимулират бързата адаптация, в процес, широко наречен клетъчна пластичност. Клетъчната пластичност участва във фундаменталните биологични процеси в здраве и болест. Например, туморните клетки могат да преминат от силно пролиферативно състояние към по-инвазивно състояние и по този начин да насърчат раковите метастази. От друга страна, по време на възпаление, имунните клетки могат да се трансформират в клетки, които изпълняват възпалителен отговор и насърчават възстановяването на тъканите. Неконтролираното възпаление, което излиза извън контрол, може да доведе до увреждане на тъканите и в крайна сметка до септичен шок.
Група от Институт Кюри в Париж сега откри нов виновник за тези процеси на молекулярно ниво; работа, публикувана наскоро в научното списание природа.
Изследователите открили, че клетките, отговорни за образуването на метастази, или имунните клетки, замесени във възпаление и скептичен шок, имат повишени количества мед, което е отговорно за промените в клетъчната пластичност. Интересното е, че медта се абсорбира в клетките чрез протеин, наречен CD44 и хиалуронова киселина, известна също като съставка в много продукти за красота. Вече имаше доказателство за усвояване на метал от CD44 в раковите клетки от изследователския екип, публикувано преди това в списанието Природна химия. CD44 е протеин, който е широко изследван от десетилетия и се открива в много типове клетки, включително клетки на имунната система, ракови клетки, клетки, участващи в заздравяването на рани, прогениторни клетки на червени кръвни клетки и много други. Учените показаха, че медта, поета от CD44, се натрупва в митохондриите на клетките, които са органели, отговорни за производството на енергия.
По-нататъшната работа на полицията за изследване на основните процеси доведе до откритията, че медта контролира метаболизма в тези митохондрии, т.е. има пряко въздействие върху производството на енергия в клетката. Това от своя страна променя нивата на молекулите, наречени метаболити, които влияят на начина, по който гените се четат в клетката. По-специално са засегнати нивата на NAD(H), които са един от най-известните и най-важните метаболити, известни в човешките клетки. Накратко, тези промени имат ефект върху това, което клетката може да направи и как изглежда, и засягат нейната функция.
Освен това учените разработиха нов малък наркотик-подобна молекула, базирана на антидиабетното лекарство метформин, което може да блокира тези процеси чрез свързване и инактивиране на тази мед. Това след това влияе върху производството на енергия от клетката и в крайна сметка върху нейната функция. В контекста на имунните клетки изследователите биха могли по този начин да постигнат по-малко агресивни имунни клетки и да намалят възпалението при миши модели. Този нов прототип на лекарство може да спаси мишки от септичен шок.
Но това не беше всичко. Проучването също така показа, че тези фундаментални процеси, лежащи в основата на възпалението, се срещат и при рак, по-специално в молекулярни събития, които могат да предизвикат образуване на метастази! По този начин този подход може потенциално да бъде възприет за борба с метастазите. Тъй като повече от 11 милиона души умират от септичен шок в света годишно и 90% от смъртните случаи от рак се дължат на метастази, сега има голяма надежда, че това може да се развие в нови лекарства, които биха могли да помогнат на много пациенти в глобален мащаб.
Като цяло, това проучване сега показва големи обещания, както на ниво молекулярни фундаментални изследвания, така и на потенциални клинични приложения. Това също така поставя въпроса колко мед е полезна за нас?
Източник: Институт Кюри
