Kuinka ihmiskehon solut ja immuunisolut voivat reagoida nopeasti ympäristönsä fysikaalisiin ja kemiallisiin muutoksiin?
Vaikka geneettiset mutaatiot voivat aiheuttaa muutoksia solun ominaisuuksiin, ei-geneettiset mekanismit voivat edistää nopeaa sopeutumista prosessissa, jota kutsutaan laajasti soluplastisuudeksi. Soluplastisuus osallistuu perusbiologisiin prosesseihin terveys ja sairaus. Esimerkiksi kasvainsolut voivat siirtyä erittäin proliferatiivisesta tilasta invasiivisempaan tilaan ja siten edistää syövän etäpesäkkeitä. Toisaalta tulehduksen aikana immuunisolut voivat muuttua soluiksi, jotka suorittavat tulehdusreaktion ja edistävät kudosten korjausta. Hallitsematon tulehdus, joka karkaa käsistä, voi johtaa kudosvaurioihin ja lopulta septiseen sokkiin.
Pariisin Institut Curien ryhmä löysi nyt näiden prosessien uuden syyllisen molekyylitasolla; työ, joka julkaistiin äskettäin tieteellisessä lehdessä luonto.
Tutkijat havaitsivat, että soluissa, jotka ovat vastuussa etäpesäkkeiden muodostumisesta tai immuunisoluista, jotka ovat osallisia tulehdukseen ja skeptiseen shokkiin, on lisääntynyt kuparimäärä, joka on vastuussa solujen plastisuuden muutoksista. Mielenkiintoista on, että kupari imeytyy soluihin CD44-nimisen proteiinin ja hyaluronihapon kautta, jonka tiedetään myös olevan monien kauneustuotteiden ainesosa. Tutkimusryhmä julkaisi aiemmin lehdessä todisteita CD44:n metallin imeytymisestä syöpäsoluihin Nature Chemistry. CD44 on proteiini, jota on tutkittu laajasti vuosikymmeniä ja jota on löydetty monista solutyypeistä, mukaan lukien immuunijärjestelmän solut, syöpäsolut, haavan paranemiseen osallistuvat solut, punasolujen kantasolut ja monet muut. Tutkijat osoittivat, että CD44:n ottama kupari kerääntyy solujen mitokondrioihin, jotka ovat energiantuotannosta vastaavia organelleja.
Poliisin lisätyö perusprosessien selvittämiseksi on johtanut havaintoihin, että kupari säätelee aineenvaihduntaa näissä mitokondrioissa eli sillä on suoria vaikutuksia solun energiantuotantoon. Tämä puolestaan muuttaa metaboliiteiksi kutsuttujen molekyylien tasoja, jotka vaikuttavat siihen, miten geenejä luetaan solussa. Tämä vaikutti erityisesti NAD(H):n tasoihin, jotka ovat yksi tunnetuimmista ja tärkeimmistä ihmissoluissa tunnetuista metaboliiteista. Lyhyesti sanottuna nämä muutokset vaikuttavat siihen, mitä solu voi tehdä ja miltä näyttää, ja vaikuttavat sen toimintaan.
Lisäksi tutkijat kehittivät uuden pienen huume-kaltainen molekyyli, joka perustuu diabeteslääkkeeseen metformiiniin, joka voi estää nämä prosessit sitomalla ja inaktivoimalla tätä kuparia. Tämä vaikuttaa sitten solun energiantuotantoon ja lopulta sen toimintaan. Immuunisolujen yhteydessä tutkijat pystyivät siten saavuttamaan vähemmän aggressiivisia immuunisoluja ja vaimentamaan tulehdusta hiirimalleissa. Tämä uusi lääkeprototyyppi voisi pelastaa hiiret septisesta sokista.
Mutta siinä ei ollut kaikki. Tutkimus osoitti myös, että näitä tulehduksen taustalla olevia perusprosesseja löytyy myös syövästä, tarkemmin sanottuna molekyylitapahtumista, jotka voivat laukaista etäpesäkkeiden muodostumisen! Näin ollen tätä lähestymistapaa voitaisiin mahdollisesti käyttää etäpesäkkeiden torjumiseksi. Koska yli 11 miljoonaa ihmistä kuolee maailmassa septiseen sokkiin vuosittain ja 90 % syöpäkuolemista johtuu etäpesäkkeistä, on nyt suuri toivo, että tästä voidaan kehittää uusia lääkkeitä, jotka voisivat auttaa monia potilaita maailmanlaajuisesti.
Kaiken kaikkiaan tämä tutkimus osoittaa nyt suurta lupausta sekä molekyylin perustutkimuksen tasolla että mahdollisissa kliinisissä sovelluksissa. Se herättää myös kysymyksen, kuinka paljon kuparia on meille hyväksi?
Lähde: Institut Curie
