Hogyan tudnak gyorsan reagálni az emberi test sejtjei és immunsejtjei a környezetükben bekövetkező fizikai és kémiai változásokra?
Bár a genetikai mutációk megváltoztathatják a sejt tulajdonságait, a nem genetikai mechanizmusok gyors alkalmazkodást indíthatnak el, egy olyan folyamatban, amelyet széles körben sejtplaszticitásnak neveznek. A sejtek plaszticitása részt vesz az alapvető biológiai folyamatokban Egészség és betegség. Például a tumorsejtek az erősen proliferatív állapotból egy invazívabb állapotba válthatnak át, és így elősegíthetik a rák áttét kialakulását. Másrészt a gyulladás során az immunsejtek átalakulhatnak olyan sejtekké, amelyek gyulladásos választ hajtanak végre, és elősegítik a szövetek helyreállítását. Az ellenőrizetlen gyulladás, amely kikerül a kezéből, szövetkárosodáshoz és végső soron szeptikus sokkhoz vezethet.
A párizsi Institut Curie egyik csoportja most molekuláris szinten új bűnöst talált ezeknek a folyamatoknak; tudományos folyóiratban nemrégiben publikált munkája Természet.
A kutatók azt találták, hogy a metasztázisképződésért felelős sejtekben vagy a gyulladásban és a szkeptikus sokkban szerepet játszó immunsejtekben megnövekedett a réz mennyisége, amely felelős a sejtek plaszticitásának változásáért. Érdekes módon a réz a CD44 nevű fehérjén és a hialuronsavon keresztül jut be a sejtekbe, amely számos szépségápolási termék összetevőjeként is ismert. A kutatócsoport már korábban is bebizonyította, hogy a CD44 fémet vesz fel a rákos sejtekben, és korábban publikáltak a folyóiratban Természet kémia. A CD44 egy olyan fehérje, amelyet évtizedek óta széles körben tanulmányoztak, és számos sejttípusban megtalálható, beleértve az immunrendszer sejtjeit, a rákos sejteket, a sebgyógyulásban részt vevő sejteket, a vörösvértestek progenitor sejtjeit és még sok másban. A tudósok kimutatták, hogy a CD44 által felvett réz a sejtek mitokondriumaiban halmozódik fel, amelyek az energiatermelésért felelős organellumok.
Az alapvető folyamatok feltárására irányuló további rendőrségi munka arra a megállapításra jutott, hogy a réz szabályozza az anyagcserét ezekben a mitokondriumokban, azaz közvetlen hatással van a sejt energiatermelésére. Ez viszont megváltoztatja a metabolitoknak nevezett molekulák szintjét, amelyek befolyásolják a gének beolvasását a sejtben. Különösen a NAD(H) szintje volt érintett, amely az egyik legismertebb és legfontosabb emberi sejtekben ismert metabolit. Röviden, ezek a változások hatással vannak arra, hogy a sejt mit tud csinálni, hogyan néz ki, és befolyásolják a működését.
Továbbá a tudósok kifejlesztettek egy új kis gyógyszer-szerű molekula, amely a metformin cukorbetegség elleni gyógyszeren alapul, amely képes blokkolni ezeket a folyamatokat a réz megkötésével és inaktiválásával. Ez azután befolyásolja a sejt energiatermelését és végső soron a működését. Az immunsejtek összefüggésében a kutatók így kevésbé agresszív immunsejteket érhetnek el, és csökkenthetik a gyulladást egérmodellekben. Ez az új gyógyszer prototípus megmentheti az egereket a szeptikus sokktól.
De ez még nem minden. A tanulmány azt is kimutatta, hogy ezek az alapvető gyulladásos folyamatok a rákban is megtalálhatók, pontosabban olyan molekuláris eseményekben, amelyek áttétképződést válthatnak ki! Így ez a megközelítés potenciálisan alkalmazható a metasztázisok leküzdésére. Mivel a világon évente több mint 11 millió ember hal meg szeptikus sokkban, és a rákos halálozások 90%-a metasztázisok miatt következik be, ma már nagy a remény, hogy ebből olyan új gyógyszereket lehet kifejleszteni, amelyek világszerte sok betegen segíthetnek.
Összességében ez a tanulmány most nagy ígéretet mutat, mind a molekuláris alapkutatás, mind a lehetséges klinikai alkalmazások szintjén. Felveti azt a kérdést is, hogy mennyi réz jó nekünk?
Forrás: Institut Curie