Kvapų pynės iš užimtų kelių, skaldytų mėsos spintelių ir niūrių nusikaltimų vietų; tai yra puvinio minkštimo parašas. Nepaisant puikaus aromato, cheminis junginys gali tarnauti svarbiam tikslui gyvame žmogaus kūne, rodo nauji tyrimai.
Kaip teigiama naujame žurnale „Cell Metabolism“ internete paskelbtame tyrime, junginys, žinomas kaip putrescinas, tam tikrose imuninėse ląstelėse keičia jungiklį, kuris padeda joms surinkti negyvus audinius. Tai, savo ruožtu, galėtų padėti kūnui atitolinti širdies ligas.
Autoriai ištyrė tiek žmogaus, tiek pelės ląsteles, taip pat gyvas peles, norėdami atskleisti, kaip šios lavoną gniuždančios imuninės ląstelės, vadinamos makrofagais, iš virškinimo liekanų suka savo pūliniuose putresciną.
Jei jų putrescino atsargos pritrūksta, makrofagai stengiasi sunaudoti papildomų ląstelių, palikdami lavonus kauptis, suskaidyti ir iš organizmo išpilti kenksmingas medžiagas. Negyvi audiniai, iš kurių sklinda toksinės medžiagos, gali sukelti uždegimą ir prisidėti prie ligų, įskaitant aterosklerozę, kai arterijose kaupiasi riebalinės plokštelės ir gali plyšti, sukeldamos širdies priepuolius ar insultą.
Šios nesandarios, „nekrotinės“ ląstelės yra „tikrai požymis, išskiriantis santykinai gerybinius aterosklerozinius pažeidimus nuo tų, kurie sukelia ligą“, vyresnysis autorius dr. Ira Tabas, Kolumbijos universiteto Vagelos gydytojų ir chirurgų kolegijos patologijos ir ląstelių biologijos profesorius, pasakojo „Live Science“. Putrescinas yra tik vienas organizmo tvarkymo komandos narys, tačiau supratęs jo vaidmenį atliekant ląstelių valymą, kada nors gydytojai galėtų padėti gydyti aterosklerozę ir daugelį kitų negalavimų, tokių kaip autoimuninės ligos ir vėžys, pridūrė Tabas.
„Makrofagų gebėjimas valgyti kelias negyvas ląsteles yra labai svarbus, kad būtų išvengta šių problemų“, - sakė jis. Apskaičiuota, kad milijardai milijardų (jei ne trilijonai) ląstelių miršta mūsų kūne kiekvieną dieną, todėl lavono valymas yra be galo svarbus kasdieninės sveikatos komponentas. „Šio tyrimo tikslas buvo išsiaiškinti, kas nutinka suvalgius pirmą negyvą ląstelę“, - teigė Tabas.
Lavonų švediškas stalas
Negyvų ląstelių valymo iš kūno procesas vadinamas efferocitozė, terminas, kilęs iš lotyniškos frazės „nešti į kapą“, teigiama naująjį tyrimą apibūdinančiame pranešime. Makrofagai ypač gerai sugeria ir virškina ląstelių lavonus. Kitos ląstelės padeda pašalinti mirštančius ir sergančius audinius, kai reikia, tačiau makrofagai priverčia jų gyvas kauptis ląstelių šiukšles.
Atskiras makrofagas dažnai turi išvalyti kelias dešimtis ląstelių, jei ne daugiau, kad sklandžiai vyktų efferocitozė, - teigė tyrime nedalyvavęs Stanfordo universiteto medicinos mokyklos kraujagyslių chirurgijos profesorius dr. Nicholas Leeper. Tačiau niekas nežinojo, kaip vienas makrofagas gali prisiimti tokį darbo krūvį. „Visada tai buvo paslaptis“, - sakė jis.
Šios paslapties atskleidimas gali būti kritinis dalykas gydant aterosklerozę turinčius žmones, Leeper pasakojo „Live Science“. Remiantis 2017 m. Apžvalgoje žurnale „Cirkuliacija“, remiantis įrodymais, 2017 m. Apžvalgoje teigiama, kad pažeistose arterijose eferocitozė tampa nepakankama. Kai apnašos plyšta, baltymai, surinkti struktūros viduje, sprogo ir signalizuoja apie trombocitų armiją susirinkti vietoje. Trombocitai suvokia plyšimą kaip žaizda, kurią reikia užklijuoti, tačiau iš tikrųjų patys trombocitai užkemša arteriją ir sukelia insultą, širdies priepuolį ar staigų širdies sustojimą, sakė Tabas.
„Tai daro trombocitų kamštis“, - pažymėjo Tabas. Atkūrus sveiką eferocitozės kiekį teoriškai būtų galima išvengti audinių mirties ir apnašų plyšimo, tačiau pirmiausia mokslininkai turi suprasti, kaip visiškai funkcionuojantys makrofagai sunaudoja tiek daug ląstelių.
Taigi Tabas ir jo kolegos surengė žmonių makrofagų vakarienę, kurioje buvo bufetas su negyvomis ląstelėmis.
Norėdami sugriebti maistą, makrofagai naudoja baltymą, vadinamą Rac1, kad sukonstruotų vyniojamų gijų, išsikišančių iš jų ląstelių kūno. Gijos užsifiksuoja ant ląstelių lavonų ir juos suvynioja į makrofagą, kur mirusios ląstelės suskaidomos į jų sudedamąsias dalis. Vartodamas šį užkandį, makrofagas taip pat virškina kai kuriuos savo Rac1 baltymus. Likusi „Rac1“ turi būti atgaivinta, kol makrofagas gali vartoti kitą maistą, nustatė komanda - tačiau pirmiausia ląstelė reikalauja kažko, kad pakeistų savo apetitą.
Pasirodo, pirmasis makrofago pavalgytas maistas padeda paskatinti ląstelę valgyti vis daugiau. Baltymai negyvose ląstelėse suskaidomi į atskiras aminorūgštis, įskaitant tas, kurios vadinamos argininu. Fermentas pasisavina argininą, paverčia jį molekule, vadinama ornitinu, ir perduoda tą produktą antrajam fermentui. Ornitinas virsta putrescinu, kuris, savo ruožtu, užveda grandininę reakciją, kuri verčia visus likusius „Rac1“ lipti į viršsrovius ir kurti siūlus efektyviau nei anksčiau. Padidėjęs „Rac1“ leidžia makrofagams patekti po daugiau maisto.
Pakenkti alkaniems makrofagams
Komanda bandė blokuoti putrescino gamybą tiek žmogaus, tiek pelės makrofaguose ir nustatė, kad ląstelės nebegali vartoti kelių patiekalų per vieną sėdėjimą. Tyrėjai domėjosi, kaip žemas putrescino lygis gali prisidėti prie aterosklerozės. Tiriant pelės ligos modelį, komanda nustatė, kad gyvūnams, turintiems pažengusių simptomų, putrescino gamybos linijoje trūko pagrindinio komponento: fermento, kuris paverčia argininą į ornitiną, žinomą kaip arginase-1.
Bandydama gydyti gyvūnus, komanda pridėjo mažas putrescino dozes tiesiai į gyvūnų geriamąjį vandenį. (Ištirpęs ir pateiktas mažomis dozėmis, ypač dvokiantis junginys nebesuteikia įžeidžiančio kvapo.) Po gydymo pelių makrofagai efektyviau sunaudojo ląsteles, o gyvūnų apnašos pradėjo trauktis.
Norėdami sujungti pelių taškus su žmonėmis, komanda taip pat atrinko makrofagus iš žmonių, sergančių ankstyva ir pažengusia ateroskleroze, ir pažymėjo panašų modelį: Makrofagai iš tų, kurie serga labiau išsivysčiusia liga, turėjo mažiau arginase-1. Atsižvelgiant į tai, kad putrescino formavimasis veikia panašiai kaip pelėms ir žmonėms, teoriškai gydymas, kuris manipuliuoja tuo formavimu, galėtų gydyti aterosklerozę.
„Aš nespaustų putrescino kaip gydymo“, bet konkrečiai, tačiau būtų galima sukurti ir kitus gydymo metodus, kurie padidintų efferocitozę kitais būdais “, - teigė Tabas. Didelėmis dozėmis putrescinas gali būti toksiškas žmonėms ir gyvūnams ir sukelti virškinimo trakto sutrikimus. Svarbiausia, kad tinkamai išsiskleidus eferocitozė padeda palaikyti žmonių sveikatą ir užkirsti kelią ligoms, sakė Tabas.
Gali būti, kad „galima paskatinti ląstelių virsmą tokia padėtimi, kuri sukeltų didesnę efferocitozę ir pažeistų arterijų atstatymą“, - gyvai pasakojo NYU „Langone Health“ Endokrinologijos, diabeto ir metabolizmo skyriaus direktorė dr. Ira Goldberg. Mokslas el. Laiške. „Svarbiau, kad šis procesas greičiausiai bus panašus į tą, kuris įvyksta kitose situacijose, kuriose žūsta ląstelės“, - teigė Goldbergas, nedalyvavęs naujame tyrime.
Pavyzdžiui, tyrimai rodo, kad efferocitozė blogai pasireiškia tokioms autoimuninėms ligoms kaip vilkligė, kai negyvos ląstelės kaupiasi limfmazgiuose ir sutrinka imuninių ląstelių veikla. Vėžio ląstelės vengia valgyti makrofagų, siunčiant vadinamuosius „nevalgyk manęs“ signalus, todėl padidėjusi eferocitozė naviko vietose gali būti tikslinė vėžio gydymo forma. Tačiau kol kas įžvalga apie eferocitozę gali reikšti didelę pažangą gydant širdies ligas, sakė Leeperis.
"Negalime pervertinti kelio, susijusio su širdies ir kraujagyslių ligomis, svarbos ... Iš esmės visi Vakarų pasaulio suaugusieji serga tam tikra ateroskleroze", - teigė Leeperis. Jis sakė, kad maras gali pradėti vystytis jau paauglystėje. Pats Leeperis neseniai sukūrė vaistą, kuris padeda makrofagams atpažinti ir valgyti mirštančias ląsteles pelėms, sergančioms ateroskleroze. Mokslininkams toliau atskleidžiant įvairias chemines reakcijas, susijusias su efferocitozė, vaistų kūrėjai gali išmokti skatinti procesą naudodamiesi įvairiomis terapijomis.
Leeperis teigė, kad tyrimų linija kada nors gali baigtis gydymu, skirtu „keletui geriausių pasaulio žudikų“.
