Australski istraživači otkrili su novu vrstu izvanstaničnih vezikula koje pomažu imunološkom sustavu ukloniti mrtve stanice, ali ih virusi mogu iskoristiti za širenje infekcije.
Naše tijelo svakoga dana prolazi kroz golem proces obnove – stotine milijardi stanica odumiru i zamjenjuju ih nove. Taj stalni ciklus stanične smrti i obnove nužan je za pravilno funkcioniranje organizma i očuvanje zdravlja. Znanstvenici su sada otkrili dosad nepoznat mehanizam koji se događa nakon smrti stanica – svojevrsni „otisak smrti“ koji umiruće stanice ostavljaju iza sebe kako bi pomogle imunološkom sustavu da ih pronađe i ukloni.
No, istraživanje je pokazalo i jednu neočekivanu mogućnost: taj isti proces virusi mogu iskoristiti za vlastito širenje.
Otkriće, objavljeno u časopisu Nature Communications, rezultat je istraživanja tima sa Sveučilišta La Trobe u Australiji, a moglo bi imati važne posljedice za razumijevanje načina na koji tijelo održava ravnotežu između stanične smrti, obnove tkiva i obrane od bolesti.
U budućnosti bi se, smatraju istraživači, ovaj mehanizam mogao iskoristiti i za razvoj novih terapija koje bi spriječile viruse da ga zloupotrebljavaju ili bi pomogle imunološkom sustavu u borbi protiv bolesti.
– Milijarde stanica svakoga dana programirano umiru kao dio normalne obnove organizma i tijekom razvoja bolesti. Do sada se smatralo da je proces raspadanja stanica tijekom njihove smrti nasumičan i relativno jednostavan. Naša otkrića pokazuju koliko je taj proces zapravo složen te da je svaki njegov korak važan kako bi se umiruća stanica učinkovito razgradila i uklonila djelovanjem imunološkog sustava – objašnjava biokemičar Ivan Poon s Instituta za molekularne znanosti La Trobe (LIMS).
Apoptoza – prirodni programirani proces smrti stanica
Jedan od ključnih procesa kojim tijelo uklanja nepotrebne, oštećene ili potencijalno štetne stanice naziva se apoptoza. Riječ je o obliku programirane stanične smrti koji omogućuje organizmu da se riješi stanica bez izazivanja nepotrebne upale. Upravo su taj proces istraživači detaljnije proučavali.
Koristeći trodimenzionalne snimke stanica tijekom vremena, analizirali su različite vrste stanica dok su prolazile kroz proces smrti. Posebno su proučavali proteine i druge strukture koje ostaju nakon apoptoze te način na koji imunološki sustav reagira na te ostatke.
Kao što se očekivalo, među ostacima odumrlih stanica pronađene su izvanstanične vezikule (EV) – male strukture koje stanice otpuštaju kako bi međusobno prenosile različite signale. One mogu sadržavati proteine, DNK i RNK.
No, istraživači su pritom otkrili i dosad nepoznatu vrstu izvanstaničnih vezikula koju su nazvali F-ApoEV (footprint of death-derived, apoptosis-triggered extracellular vesicles) – odnosno izvanstanične vezikule nastale kao posljedica apoptoze, svojevrsni „otisak smrti“.
„Trag“ koji imunološki sustav prati
Prema istraživačima, F-ApoEV-i djeluju poput biološkog traga koji imunološkom sustavu pomaže pronaći mjesta na kojima su stanice odumrle i ukloniti njihove ostatke. To je važan proces jer se nakupljanje ostataka mrtvih stanica u tijelu može povezati s kroničnom upalom i autoimunim bolestima, poput sistemskog eritemskog lupusa.
– Znamo da tijelo uklanja ostatke mrtvih stanica kako bi spriječilo njihovo zadržavanje i razvoj upalnih procesa. Vidjeli smo da se F-ApoEV-i vrlo brzo uklanjaju s mjesta na kojem je došlo do stanične smrti – kaže Stephanie Rutter, glavna autorica istraživanja i biokemičarka iz LIMS-a. No, znanstvenike je iznenadilo otkriće da ovaj prirodni mehanizam obrane može imati i neželjenu posljedicu.
Virusi koriste „otisak smrti“ za širenje
Kada su istraživači zarazili umiruće stanice virusom gripe, primijetili su da se dio virusnih čestica sakrio unutar F-ApoEV-a.
Dok imunološki sustav pokušava očistiti tijelo od ostataka odumrle stanice, zajedno s tim ostacima može prenijeti i skrivene virusne čestice na okolne zdrave stanice. Drugim riječima, virus može iskoristiti prirodni proces čišćenja organizma kao način vlastitog širenja.
– Ono što nismo očekivali jest da virusi mogu iskoristiti ovaj proces i uzrokovati infekciju skrivajući se u F-ApoEV-ima – ističe Rutter. Riječ je o potpuno novom načinu širenja virusa koji do sada nije bio poznat znanstvenicima.
Mogući novi pristupi liječenju
Iako su ova otkrića zasad potvrđena u laboratorijskim uvjetima, istraživači smatraju da bi daljnja proučavanja mogla otvoriti nove mogućnosti liječenja. Jedan od mogućih smjerova jest razvijanje terapija koje bi poboljšale korisnu funkciju F-ApoEV-a – primjerice u uklanjanju staničnih ostataka i zaštiti od autoimunih bolesti – ali istodobno spriječile viruse da ih koriste kao „prijevozno sredstvo“.
– Ova studija pokazuje da umiruće stanice nisu potpuno pasivne. One mogu nastaviti komunicirati nakon smrti i na taj način utjecati na funkciju imunološkog sustava – kaže stanična biologinja Georgia Atkin-Smith iz Walter and Eliza Hall Instituta za medicinska istraživanja u Australiji.
Znanstvenici naglašavaju da je život stanica u organizmu zapravo stalna komunikacija – stanice međusobno šalju signale kako bi održale ravnotežu i pravilno funkcioniranje tijela. Otkriće F-ApoEV-a dodaje novu dimenziju toj komunikaciji. Buduća istraživanja trebala bi pokazati kako točno ove strukture djeluju i može li se njima ciljano upravljati u svrhu liječenja bolesti.
– Razumijevanje ovog osnovnog biološkog procesa moglo bi otvoriti nove mogućnosti za razvoj terapija koje bi iskoristile te mehanizme i pomogle imunološkom sustavu da se učinkovitije bori protiv bolesti – zaključuje Poon.
(Ordinacija.hr)
