Cum pot celulele și celulele imune ale corpului uman să răspundă rapid la schimbările fizice și chimice din mediul lor?
Deși mutațiile genetice pot provoca modificări ale proprietăților unei celule, mecanismele non-genetice pot conduce la adaptarea rapidă, într-un proces numit în general plasticitate celulară. Plasticitatea celulară este implicată în procesele biologice fundamentale în sănătate si boala. De exemplu, celulele tumorale pot trece de la o stare foarte proliferativă la o stare mai invazivă și, astfel, să promoveze metastaza cancerului. Pe de altă parte, în timpul inflamației, celulele imune se pot transforma în celule care execută un răspuns inflamator și promovează repararea țesuturilor. Inflamația necontrolată care scapă de sub control poate duce la deteriorarea țesuturilor și în cele din urmă la șoc septic.
Un grup de la Institut Curie din Paris a găsit acum un nou vinovat al acestor procese la nivel molecular; lucrare care a fost publicată recent în revista științifică Natură.
Cercetătorii au descoperit că celulele responsabile de formarea metastazelor sau celulele imune implicate în inflamație și șocul sceptic au cantități crescute de cupru, care este responsabil pentru modificările plasticității celulare. Interesant este că cuprul este absorbit în celule printr-o proteină numită CD44 și acid hialuronic, cunoscut și ca un ingredient în multe produse de înfrumusețare. Au existat deja dovezi ale absorbției de metal de către CD44 în celulele canceroase de către echipa de cercetare, publicată anterior în jurnal. Chimia naturii. CD44 este o proteină care a fost studiată pe scară largă de zeci de ani și care se găsește în multe tipuri de celule, inclusiv în celulele sistemului imunitar, celulele canceroase, celulele implicate în vindecarea rănilor, celulele progenitoare ale globulelor roșii și multe altele. Oamenii de știință au arătat că cuprul preluat de CD44 se acumulează în mitocondriile celulelor, care sunt organele responsabile de producerea de energie.
Lucrările suplimentare ale poliției pentru a investiga procesele fundamentale au condus la constatările că cuprul controlează metabolismul în aceste mitocondrii, adică are efecte directe asupra producției de energie a celulei. Aceasta, la rândul său, modifică nivelurile de molecule numite metaboliți, care influențează modul în care genele sunt citite în celulă. Au fost afectate în special nivelurile de NAD(H), care sunt unul dintre cei mai cunoscuți și mai importanți metaboliți cunoscuți în celulele umane. Pe scurt, aceste modificări au un efect asupra a ceea ce poate face și a arăta celula și îi afectează funcția.
În plus, oamenii de știință au dezvoltat un nou mic medicament-moleculă asemănătoare, bazată pe medicamentul antidiabetic metformin, care poate bloca aceste procese prin legarea și inactivarea acestui cupru. Acest lucru influențează apoi producția de energie a celulei și în cele din urmă funcția acesteia. În contextul celulelor imunitare, cercetătorii ar putea astfel obține celule imunitare mai puțin agresive și atenuează inflamația la modelele de șoarece. Acest nou prototip de medicament ar putea salva șoarecii de șoc septic.
Dar asta nu a fost tot. Studiul a mai arătat că aceste procese fundamentale care stau la baza inflamației se găsesc și în cancer, mai precis în evenimentele moleculare care pot declanșa formarea metastazelor! Astfel, această abordare ar putea fi adoptată pentru a combate metastazele. Deoarece peste 11 milioane de oameni mor de șoc septic în lume pe an și 90% din decesele cauzate de cancer se datorează metastazelor, există acum o mare speranță că acest lucru poate fi transformat în noi medicamente, care ar putea ajuta mulți pacienți la scară globală.
În general, acest studiu arată acum o mare promisiune, atât la nivel molecular de cercetare fundamentală, cât și potențiale aplicații clinice. De asemenea, pune întrebarea cât de mult cupru este bun pentru noi?
Sursa: Institut Curie
