Kuidas saavad inimkeha rakud ja immuunrakud kiiresti reageerida füüsikalistele ja keemilistele muutustele oma keskkonnas?
Kuigi geneetilised mutatsioonid võivad põhjustada muutusi raku omadustes, võivad mittegeneetilised mehhanismid kiirendada kohanemist protsessis, mida üldiselt nimetatakse raku plastilisuseks. Rakkude plastilisus osaleb põhilistes bioloogilistes protsessides tervis ja haigus. Näiteks võivad kasvajarakud nihkuda väga proliferatiivsest seisundist invasiivsemasse olekusse ja seega soodustada vähi metastaase. Teisest küljest võivad immuunrakud põletiku ajal muutuda rakkudeks, mis viivad läbi põletikulise vastuse ja soodustavad kudede paranemist. Kontrollimatu põletik, mis läheb käest ära, võib põhjustada koekahjustusi ja lõpuks septilise šoki.
Pariisi Institut Curie rühm leidis nüüd nende protsesside uue süüdlase molekulaarsel tasandil; töö, mis avaldati hiljuti teadusajakirjas loodus.
Uurijad leidsid, et metastaaside moodustumise eest vastutavates rakkudes või põletiku ja skeptilise šokiga seotud immuunrakkudes on suurenenud vase kogus, mis vastutab rakkude plastilisuse muutuste eest. Huvitav on see, et vask imendub rakkudesse valgu CD44 ja hüaluroonhappe kaudu, mis on tuntud ka paljude ilutoodete koostisosana. Uurimisrühm oli juba varem ajakirjas avaldanud tõendeid CD44 metalli omastamise kohta vähirakkudes Looduse keemia. CD44 on valk, mida on aastakümneid laialdaselt uuritud ja mida leidub paljudes rakutüüpides, sealhulgas immuunsüsteemi rakkudes, vähirakkudes, haavade paranemises osalevates rakkudes, punaste vereliblede eellasrakkudes ja paljudes teistes. Teadlased näitasid, et CD44 poolt omastatud vask koguneb rakkude mitokondritesse, mis on energia tootmise eest vastutavad organellid.
Edasine politseitöö fundamentaalsete protsesside uurimiseks on viinud järeldusteni, et vask kontrollib nendes mitokondrites ainevahetust ehk omab otsest mõju raku energiatootmisele. See omakorda muudab molekulide taset, mida nimetatakse metaboliitideks ja mis mõjutavad geenide lugemist rakus. Eelkõige mõjutati NAD(H) tasemeid, mis on üks tuntumaid ja tähtsamaid inimrakkudes teadaolevaid metaboliite. Lühidalt öeldes mõjutavad need muutused seda, mida rakk saab teha ja välja nägema, ning mõjutavad selle funktsiooni.
Lisaks töötasid teadlased välja uue väikese uimasti-sarnane molekul, mis põhineb diabeedivastasel ravimil metformiinil, mis võib neid protsesse blokeerida, sidudes ja inaktiveerides seda vaske. Seejärel mõjutab see raku energiatootmist ja lõpuks selle funktsiooni. Immuunrakkude kontekstis võivad teadlased seega saavutada vähem agressiivseid immuunrakke ja summutada põletikku hiiremudelites. See uus ravimi prototüüp võib päästa hiiri septilisest šokist.
Kuid see polnud veel kõik. Uuring näitas ka, et neid põletiku aluseks olevaid põhiprotsesse leidub ka vähis, täpsemalt molekulaarsetes sündmustes, mis võivad vallandada metastaaside moodustumise! Seega võib seda lähenemisviisi kasutada metastaaside vastu võitlemiseks. Kuna maailmas sureb septilisse šokki aastas üle 11 miljoni inimese ja 90% vähisurmadest on tingitud metastaasidest, on praegu suur lootus, et sellest saab välja töötada uued ravimid, mis võiksid aidata paljusid patsiente kogu maailmas.
Üldiselt näitab see uuring nüüd suurt lubadust nii molekulaarsete fundamentaaluuringute kui ka potentsiaalsete kliiniliste rakenduste osas. See tõstatab ka küsimuse, kui palju vaske meile kasulik on?
Allikas: Institut Curie
