Calea de semnalizare lipidică ajută celulele să supraviețuiască toxinelor bacteriene
Celulele epiteliale constituie prima linie de apărare a organismului, ajutând la menținerea microbilor, toxinelor și altor substanțe dăunătoare la distanță.
Aceste celule protective sunt însă expuse constant la amenințări, cum ar fi infecțiile microbiene. Unele bacterii produc toxine care formează pori, acționând ca niște burghie microscopice ce perforază membrana plasmatică a celulelor. Dacă acești pori nu sunt reparați rapid, celulele pot pierde conținuturi vitale, suferi daune interne și, în cele din urmă, pot muri. Înțelegerea modului în care celulele epiteliale repară rapid leziunile membranei cauzate de toxine este esențială pentru a înțelege cum țesuturile rezistă atacurilor bacteriene.
Pentru a investiga modul în care celulele reacționează la aceste daune, cercetătorii Dr. Yuan Chi, Dr. Kazuko Saeki și profesorul Takehiko Yokomizo de la Universitatea Juntendo s-au concentrat pe un sistem de semnalizare implicând 12-HHT, un mediator lipidic bioactiv, și BLT2, un receptor găsit în principal pe celulele epiteliale. Aceștia au analizat cum semnalizarea prin intermediul mediatorilor lipide promovează repararea membranei plasmatice și protejează celulele de atacurile care cauzează daune membranei. Studiul a fost publicat online în Journal of Cell Biology pe 3 septembrie 2026.
Cercetătorii au folosit celule epiteliale umane din plămâni, celule epiteliale din rinichi de câine și keratinocite epidermale primare din pielea de șoarece, comparând celulele cu expresie naturală, crescută sau absentă a BLT2. Au indus daune la nivelul membranei cu pneumolizină, streptolizină O, α-hemolizină sau digitonin, evaluând leziunea membranei, scurgerile și supraviețuirea celulară prin microscopia, coloranți fluorescenți pentru evaluarea integrității membranei, teste de eliberare a LDH și teste de viabilitate. Microscopia electronică a fost folosită pentru a examina celulele și veziculele extracelulare. Pentru a investiga mecanismul, echipa a testat condiții fără calciu, a măsurat nivelurile de 12-HHT prin cromatografie lichidă – spectrometrie de masă și a utilizat inhibitori care vizează BLT2, Rac1, polimerizarea actinei, acidul sfingomielinic și producția de 12-HHT.
Rezultatele au arătat că BLT2 ajută celulele epiteliale să supraviețuiască după ce membranele lor sunt deteriorate. În aceste condiții, celulele cu semnalizare BLT2 îmbunătățită au prezentat scurgeri membrane mai reduse, daune vizibile mai mici, o sănătate mitocondrială mai bună și rate de supraviețuire mai mari. În contrast, celulele care nu aveau BLT2 erau mai predispuse să se rupă și să moară. Beneficiul BLT2 a fost observat cu toate toxinele testate, precum și cu digitonin, sugerând că face parte dintr-un sistem general de reparare a membranei. „Aceste descoperiri identifică axa 12-HHT/BLT2 ca un regulator anterior neobservat al răspunsului celular la daunele membranei plasmatice”, a declarat Dr. Chi.
Studiul a arătat că BLT2 nu împiedică toxinele să se atașeze de celulă. În schimb, ajută celulele să reacționeze după leziune. Influxul de calciu prin găurile din membrană a declanșat producția de 12-HHT. Aceasta a activat ulterior BLT2 și a lansat două acțiuni majore de reparare. Prima acțiune a fost că BLT2 a ajutat celulele să „ciupească” porțiuni deteriorate ale membranei, inclusiv porii toxinei, în mici bule numite vezicule extracelulare. A doua acțiune a fost activarea Rac1 de către BLT2, care a reorganizat actina, cadrul de susținere intern al celulei, pentru a întări și remodela celula afectată. Blocarea fiecărei eliberări de vezicule, fie a reparării actinei mediate de Rac1 a eliminat efectul protector al BLT2.
Prin identificarea căii 12-HHT/BLT2 ca regulator al reparării membranei plasmatice, cercetarea noastră subliniază că, pe lângă țintirea agentului patogen sau a toxinei, poate fi posibil să se îmbunătățească capacitatea celulelor gazdă de a rezista și repara daunele membranei.
Pe termen lung, această cunoaștere ar putea contribui la dezvoltarea unor abordări terapeutice direcționate către gazdă pentru bolile infecțioase și alte condiții asociate cu leziuni ale membranei plasmatice. În concluzie, studiul identifică calea 12-HHT/BLT2 ca un sistem de urgență pentru repararea membranei care ajută celulele epiteliale să elimine membrana deteriorată, să își restabilească structura internă și să supraviețuiască atacurilor bacteriene.
