Celični obrambni mehanizmi

Sesalske celice imajo varovalne mehanizme, ki natančno nadzirajo odziv prirojenega imunskega sistema na prisotnost mikroorganizmov. Mednarodna raziskovalna skupina v znanstveni reviji Science poroča o mehanizmih, ki nadzirajo imunski odziv, in predlaga nove možnosti zdravljenja okužb in raka.

Makrofagi so vrsta belih krvnih celic ali levkocitov, ki sodelujejo pri prirojeni imunosti. Ko ob okužbi prepoznajo patogene mikroorganizme, jih obdajo in uničijo. Pri obrambi celic pred patogeni ima ključno vlogo membranski protein GBP1, ki ob okužbi povzroči samouničenje oziroma programirano celično smrt. Kako se zdrave celice obranijo pred takšno usodo, ostaja neznanka. GBP1 povzroči samouničenje celice z namenom eliminacije patogena in tako posredno nadzoruje širjenje okužbe.

Delovanje proteina GBP1 je pod strogim nadzorom interferona gama, ki usmerja vnetne procese. Skozi evolucijo pa so mikroorganizmi razvili zvijačne prilagoditve, s katerimi zmotijo delovanje interferona, da ubežijo prirojenemu imunskemu odzivu. Poskusi raziskovalne skupine kažejo, da prisotnost nekaterih znotrajceličnih mikroorganizmov povzroči neovirano delovanje proteina GBP1 in s tem obsežno uničenje okuženih celic. 

S pomočjo računalniške simulacije so raziskovalci in raziskovalke prišli do zaključka, da je pri uravnavanju delovanja proteina GBP1 ključni faktor protein po imenu PIM1. Kratkoživi protein PIM1, ki je pod nadzorom interferona gama, ima nalogo, da fosforilira membranski protein GBP1. Nanj se nato veže tretji protein, ki onesposobi protein GBP1 in prepreči samouničenje celice. Protein PIM1 tako sodeluje pri varovalnem mehanizmu, ki prepreči nenadzorovano samouničenje okuženih celic.

V nadaljnjih eksperimentih so ugotovili, da okužba celice s parazitom Toxoplasma gondii moti delovanje interferona gama, zato se zmanjša prisotnost varovalnega proteina PIM1. Zaradi odsotnosti varovalnega mehanizma začne protein GBP1 nenadzorovano povzročati programirano celično smrt in uničenje celic. Podobno se je izkazalo ob okužbi s po Gramu negativno bakterijo iz rodu Salmonella.

Poznamo več scenarijev, v katerih bi bilo učinkovito samouničenje okuženih celic zaželeno. Za uničenje rakastih celic bi potrebovali učinkovino, ki prepreči varovalni mehanizem oziroma interakcijo med obema proteinoma, PIM1 in GBP1. Poskus na tumorskih organoidih, ki so jih pridobili iz pacientov z rakom črevesja, je pokazal, da takšna učinkovina povzroči nepovratno odmrtje tkiva. Raziskovalna skupina je zato mnenja, da lahko ta koncept predstavlja potencialno možnost za zdravljenje raka in imunoterapijo.

Pravo ravnotežje med imunskimi odzivi je iskala Andrea.

Vir slike: Canva Science Photo Library