Oamenii de știință descoperă o nouă apărare imună celulară împotriva infecțiilor
Când ne gândim la sistemul imunitar, majoritatea dintre noi își imaginează celulele albe din sânge luptând împotriva germenilor invadatori din fluxul sanguin.
Însă, recent, cercetătorii au detaliat o metodă separată, dar la fel de importantă, prin care organismul nostru combate infecțiile, și anume direct în interiorul celulelor deja infectate. Într-un raport publicat pe 4 iunie în revista Molecular Cell, autorii definesc o metodă de rezistență la germeni, denumită „xenofagie direcționată de anticorpi” (ADX), prin care celulele pot digera bacteriile și virusurile care pătrund prin membrana celulară, inclusiv Salmonella și adenovirusuri.
„S-au discutat anterior despre xenofagia virală ca un concept, dar în literatură nu există exemple concludente care să demonstreze acest mecanism operând pentru a bloca eficient infecția. În studiul nostru, am descoperit ceva complet necunoscut (ADX), am parcurs întregul mecanism molecular, funcția sa în celule și animale, demonstrând importanța fiziologică a acestuia”, a declarat Leo James de la Laboratorul de Biologie Moleculară MRC.
În mod obișnuit, atunci când apare o infecție, organismul produce anticorpi care se leagă de invadatori, alertând celulele imune, precum celulele albe, să îi distrugă. Totuși, acest mecanism nu funcționează întotdeauna. Uneori, patogenii legați de anticorpi reușesc să evite celulele imune și să infecteze celule sănătoase. Aici intervine xenofagia direcționată de anticorpi. Folosind tehnologia CRISPR-Cas9 și imagistica cantitativă, echipa a descoperit că, odată ce un patogen etichetat cu anticorpi intră într-o celulă, ADX începe cu o proteină specializată numită TRIM21, care marchează patogenul cu un semnal numit ubiquitină, indicând celulei că a fost invadată.
„TRIM21 este unic deoarece folosește anticorpii atașați virusului sau bacteriei invadatoare pentru a alerta celula”, a spus James. „Așadar, în acest caz, un virus intră, iar celula inițial nu este conștientă de el, dar, deoarece există un anticorp pe virus, TRIM21 îl identifică și îl marchează pentru a fi degradat de celulă.”
Efectul imunitar al TRIM21 și ADX pare să fie extins, având capacitatea de a marca și distruge atât adenovirusurile, cât și bacteriile Salmonella din celulele infectate. „Am demonstrat în lucrare că, pe lângă virusurile neînvelite, este capabil să vizeze bacteriile pe aceeași cale”, a adăugat coautorul Tyler Rhinesmith, tot de la Laboratorul de Biologie Moleculară MRC. „Se pare că activăm ubiquitinarea oricărui patogen care are anticorpi în jurul său prin TRIM21, iar acest pas este esențial pentru autofagia bacteriilor sau virusului.”
Această abilitate a celulelor de a lupta din interior nu pare să fie limitată la celule specifice din organism. Echipa de cercetare a testat prezența și acțiunea TRIM21 împotriva adenovirusului în diverse linii celulare umane, precum și în modele de șoareci vii în cazul Salmonella. Aceste experimente sugerează că imunitatea mediată de ADX este probabil omniprezentă în întregul corp uman.
„TRIM21 este exprimat din ceea ce numim un „gen stimulat de interferon”, ceea ce înseamnă că este reglat în sus în timpul infecției, astfel că organismul îl produce tot timpul, peste tot”, explică Leo. „Și motivul pentru care îl produci peste tot este pentru a putea proteja orice celulă sau țesut.”
Deși ADX poate părea o „opțiune de rezervă” pentru sistemul nostru imunitar în cazul în care patogenii reușesc să evite primele linii de apărare, autorii subliniază că aceasta ar putea reprezenta un mod primar de imunitate protectoare.
„Datele noastre arată că, fără TRIM21, o componentă semnificativă a imunității protectoare in vivo împotriva virusurilor este pierdută. În practică, imunitatea funcționează deoarece avem diferite mecanisme care operează împreună”, a afirmat James.
TRIM21 este prima proteină intracelulară descoperită care stimulează imunitatea ADX, dar este posibil să existe și altele cu ținte de patogeni similare, de largi sau specifice. Parte din pașii următori ai echipei de cercetare este să determine existența altor proteine care stimulează ADX și care ar putea limita funcția TRIM21.
Descoperirea căii ADX are implicații medicale potențiale pentru viitor. Terapiile pe bază de anticorpi sau molecule mici ar putea fi utilizate pentru a trata infecțiile, marcând patogenii din sânge astfel încât TRIM21 să îi recunoască și să activeze ADX odată ce intră în celule. Totuși, este necesară o cercetare suplimentară considerabilă înainte ca opțiunile terapeutice să devină o realitate.
