Povezava med metabolizmom, oksidativnim stresom in celično smrtjo
Raziskovalki Kemijskega inštituta sta sodelovali v raziskavi, ki je odkrila povezavo med metabolizmom, oksidativnim stresom in celično smrtjo. Izsledki so bili objavljeni v reviji Cell, ki sodi med najprestižnejše znanstvene revije ’’CNS’’ (Cell, Nature, Science). Študija dr. Ive Hafner Bratkovič, ki je podpisana kot soprva avtorica, je sicer plod sodelovanja z uglednimi tujimi ustanovami, kot sta Otroška bolnišnica v Bostonu in Medicinska fakulteta Univerze Harvard.
Gre v bistvu za proces, ko ob poškodbi v telo vdrejo mikrobi ali molekule, kar v telesu sproži obrambne mehanizme, katerih namen je hitra odstranitev tujka iz celic. Pogosto je posledica tudi smrt okuženih celic. Prekomerna celična smrt pa je za telo zelo škodljiva. Zato so se raziskovalci odločili, da raziščejo procese, ki lahko vnetno celično smrt uravnavajo.
Vnetje je sicer pomemben obrambni odziv na okužbe in poškodbe, vendar pa kronično vnetje pomembno prispeva k boleznim, kot so nevrodegenerativne bolezni, sladkorna bolezen in srčno-žilne bolezni. Med najbolj raziskanimi vnetnimi potmi, ki botrujejo vnetju, je zagotovo aktivacija inflamasoma. Aktivacija inflamasoma povzroči, da del beljakovine gasdermin D tvori pore v membrani celic. Tako luknjasta celica se najprej napihne in nato poči, pri čemer sprosti v okolico celično vsebino. Gre za celično smrt, imenovano piroptoza. V boju z mikrobi, kot so znotrajcelične bakterije in virusi, je sicer lahko koristna, saj onemogoči njihovo razmnoževanje in opozori telo na nevarnost. Kadar pa je piroptoza prekomerna, je lahko zelo škodljiva, saj spodbuja nadaljnje vnetje. Kot bi prilivali olje na ogenj.
Doslej je veljalo, da po nastanku toksičnega dela gasdermina D tvorbe por in s tem celične smrti ni mogoče nadzorovati. Raziskava, objavljena v Cell, pa razkriva, da na tvorbo por pomembno vplivata osrednja metabolna pot mTORC1 in oksidativni stres, kar tvorbo por gasdermina D in celično smrt okrepi.
Do odkritja raziskovalci sicer niso prišli naključno, ampak so zasnovali presejalni test, s katerim so s tehnologijo CRISPR/Cas9 v celicah posamično onemogočili delovanje skoraj 20000 genov in preverili, kateri geni oziroma njihovi produkti pomembno vplivajo na tvorbo por gasdermina D.
”Gre po eni strani za zelo koristen, po drugi strani pa izredno škodljiv celični proces, zato ga želimo razumeti karseda podrobno,” pojasni soprva avtorica študije dr. Iva Hafner Bratkovič. ”Pokazali smo, da osrednja metabolna pot preko spodbujanja oksidativnega stresa ojača tvorbo por gasdermina D in celično smrt, antioksidativno delovanje pa piroptozo zavre. Delo tudi po objavi nadaljujemo, saj želimo pomen odkrite povezave in njen terapevtski potencial ovrednotiti v širšem okviru.”
Omenjena raziskava, pod katero sta se kot vodilna avtorja podpisala Charles Evavold in Jonathan Kagan iz Otroške bolnišnice v Bostonu in Medicinske fakultete Univerze Harvard, je tudi lep primer odličnega sodelovanja raziskovalcev dveh celin. V raziskavi so sodelovali tudi Pascal Devant, Jasmin D’Andrea, Elsy M. Ngwa, Elvira Boršić, John Doench, Martin LaFleur, Arlene Sharpe in Jay Thiagarajah.
Povezava na članek: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00796-0
Foto: KI
