Un supliment simplu ar putea sprijini sistemul imunitar în combaterea cancerului și virusurilor
Arginina este un aminoacid care susține numeroase funcții esențiale în organism. Aceasta ajută celulele să construiască proteine ce desfășoară o gamă largă de procese biologice. Organismul produce arginina în mod natural, iar oamenii o obțin și din multe alimente bogate în proteine. Nivelurile anormal de scăzute de arginină au fost corelate cu mai multe afecțiuni, inclusiv cancerul de colon.
Sohail Tavazoie, care conduce Laboratorul de Biologie a Sistemelor Cancerului Elizabeth și Vincent Meyer de la Universitatea Rockefeller, a studiat timp de ani această legătură. În 2023, echipa sa a raportat că privarea celulelor canceroase de colon de arginină le-a determinat să acumuleze mai multe mutații.
Cercetările recente sugerează că deficiența de arginină ar putea slăbi, de asemenea, sistemul imunitar. Atunci când arginina este rară, celulele întâmpină dificultăți în a produce MHC-1, o proteină care ajută la alertarea sistemului imunitar cu privire la amenințări precum celulele mutate și virusurile invadatoare.
Arginina ar putea restabili un semnal imunitar esențial. Cercetătorii au descoperit că o cantitate moderată de arginină, echivalentă cu cea din câteva tablete disponibile fără prescripție, ar putea restabili expresia genelor implicate în producția de MHC-1. Studiul a fost publicat în revista Cell.
„Lucrările noastre dezvăluie cum o lipsă de arginină interferează cu sistemul imunitar și sugerează că creșterea aportului de arginină ar putea fi benefică”, afirmă primul autor Qiushuang Wu. „Poate că asta înseamnă că ar putea fi utilizată în combinație cu alte terapii pentru a trata atât cancerul, cât și infecțiile virale.”
„Suplimentarea cu arginină ar putea fi testată ușor la pacienți care primesc imunoterapii sau ar putea fi administrată populațiilor cu risc crescut expuse la patogeni virali”, sugerează Tavazoie. „Având în vedere că arginina este ieftină și ușor disponibilă, sperăm că studii terapeutice și preventive ar putea începe în curând.”
Aminoacizii sunt adesea descriși ca fiind blocurile de construcție ale proteinelor. Producția lor este dirijată de codoni, grupuri de trei baze de ADN care oferă instrucțiuni celulare pentru a produce aminoacizi individuali. Șase codoni diferiți codifică arginina, evidențiind importanța sa în producția de proteine.
Oamenii de știință știu deja că modificările disponibilității aminoacizilor pot influența metabolismul și semnalizarea celulară. Cu toate acestea, este mult mai puțin înțeles dacă aceste modificări pot influența direct expresia genelor.
Pentru noul studiu, Wu a examinat dacă fluctuațiile nivelurilor de arginină cauzate de dietă sau boli ar putea schimba expresia genelor. Lucrările au fost susținute parțial de Fondul Stavros Niarchos (SNF) pentru Cercetarea Globală a Bolilor Infecțioase de la Universitatea Rockefeller și Hub-ul de Cancer Weill East.
Cercetătorii au studiat mai multe modele de boli, inclusiv cancerul de colon, gripa și SARS-CoV-2. Fiecare dintre aceste condiții a fost asociată anterior cu niveluri neobișnuite ale diferitelor aminoacizi.
„Unul dintre cele mai dramatice modele emergente a fost că arginina era cel mai deficitar aminoacid în toate aceste boli”, spune ea.
Wu a utilizat culturi celulare pentru a identifica genele și proteinele afectate de scăderea nivelurilor de arginină. A descoperit că 414 proteine erau prezente la niveluri neobișnuit de scăzute. Cele mai multe erau produse de gene legate de funcțiile moleculare stabilite ale argininei.
Un rezultat mai surprinzător a implicat trei gene HLA responsabile pentru producerea proteinelor MHC-1 (complex major de histocompatibilitate clasa I). Proteinele MHC-1 apar pe suprafața celulelor din organism. Acestea afișează proteine străine sau anormale către celulele T, care apoi recrutează alte celule imune pentru a răspunde amenințării.
MHC-1 conține multe locuri unde arginina trebuie incorporată în timpul producției, astfel că cercetătorii bănuiau că lipsa de arginină interferează cu acest proces. Experimentele ulterioare au dezvăluit exact unde s-a blocat producția.
Când celulele au fost private de arginină, ribozomii, mașinile celulare care asamblează proteine, s-au oprit în timp ce încercau să producă MHC-1. Fără suficientă arginină, acestea nu au putut finaliza proteina. Drept urmare, celulele au prezentat semnale mai puține capabile să alerteze celulele T în legătură cu proteinele legate de cancer sau virale. Astfel, celulele potențial periculoase au reușit să evite detectarea de către sistemul imunitar mai ușor.
„Aceste descoperiri sunt incitante deoarece dezvăluie că consumul unui aminoacid specific poate reglementa direct expresia genelor într-un organism prin creșterea producției unei proteine bogate în acel aminoacid”, afirmă Tavazoie. „Credem că o astfel de reglare selectivă a expresiei genelor prin manipularea dietei se poate extinde probabil la multe alte proteine și aminoacizi.”
Wu a testat ulterior cum diferite cantități de arginină dietetică au afectat șoarecii. Animalele alimentate cu o dietă sărăcă în arginină au dezvoltat mai multe tumori canceroase de colon. Șoarecii care au primit mai multă arginină au dezvoltat mai puține tumori de colon.
Lucrând cu Heinz-Heinrich Hoffman, un profesor asistent de cercetare în Laboratorul de Virologie și Boli Infecțioase al lui Charles Rice, Wu a repetat studiile dietetice folosind modele de șoareci pentru gripă și SARS-CoV-2. Rezultatele au urmat un model similar și au produs o altă descoperire surprinzătoare.
„Nu numai că șoarecii cu o dietă bogată în arginină au avut simptome mai ușoare în urma infecțiilor virale, dar administrarea de arginină după infecția cu gripă le-a îmbunătățit rezultatele”, notează Wu. „Acest lucru a fost foarte surprinzător. Din modelele noastre genetice, știm că manipularea nivelurilor de arginină a avut un efect puternic asupra expresiei genelor, dar nu ne așteptam ca manipularea dietei să fie la fel de impactantă.”
Descoperirile sugerează că scăderea nivelurilor de arginină ar putea ajuta la explicarea de ce o nutriție deficitară și îmbătrânirea sunt asociate cu o vulnerabilitate mai mare la anumite tipuri de cancer și infecții virale. Nivelurile de arginină scad în mod natural odată cu vârsta, slăbind astfel capacitatea sistemului imunitar de a recunoaște celulele anormale sau infectate.
„Descoperirile lui Qiushuang ilustrează cum o dietă sărăcă și îmbătrânirea — în timpul cărora nivelurile de arginină scad natural — ar putea crea furtuna perfectă pentru inițierea cancerului de colon. În mod similar, pierderea de arginină legată de vârstă ar putea contribui parțial la mortalitatea mai mare cauzată
