«Νομίσαμε ότι ο κυτταρικός θάνατος ήταν μη αναστρέψιμος, αλλά κάναμε λάθος»

Ένας τύπος προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου που σχετίζεται με λοίμωξη και απόκριση φλεγμονής, γνωστός ως πυρόπτωση, μπορεί πραγματικά να σταματήσει και να αντιμετωπιστεί, σύμφωνα με νέα έρευνα του Πανεπιστημίου Illinois στο Σικάγο.

Η εξόντωση κυττάρων με πυρόπτωση είναι κάτι που χρησιμοποιεί το σώμα για να παραμείνει υγιές, αν και τέτοιες μέθοδοι μπορούν επίσης να παραβιαστούν για να προκαλέσουν βλάβη. Αυτό που κάνει τη μελέτη του κυτταρικού θανάτου δύσκολη είναι η μη προβλεψιμότητα του τρόπου έναρξης, μαζί με τα διάφορα είδη επιδράσεων που έχει σε διαφορετικά κύτταρα και διαφορετικούς ανθρώπους.

Η ερευνητική ομάδα εδώ χρησιμοποίησε έναν νέο τρόπο ανάλυσης της πυρόπτωσης, δημιουργώντας μια προσαρμοσμένη έκδοση πρωτεΐνης που συνδέεται με τον κυτταρικό θάνατο που ανταποκρίνεται στο φως. Εργαστηριακά πειράματα αποκάλυψαν σημάδια πυρόπτωσης που αυτορυθμίζεται δυναμικά ως απόκριση σε εξωτερικές συνθήκες.

«Αυτό μας έδειξε ότι αυτή η μορφή κυτταρικού θανάτου δεν είναι εισιτήριο μονής κατεύθυνσης», λέει ο φαρμακολόγος Gary Mo από το Πανεπιστήμιο του Illinois Chicago. «Η διαδικασία στην πραγματικότητα προγραμματίζεται με ένα κουμπί ακύρωσης, έναν διακόπτη απενεργοποίησης».

Η πρωτεΐνη που δημιουργήθηκε για τη μελέτη ήταν μια οπτογενετική (δηλαδή ανταποκρινόμενη στο φως) εκδοχή του gasdermin, κλειδί για τις βιοχημικές αντιδράσεις που συνθέτουν την πυρόπτωση. Ανοίγει μεγάλους πόρους στις κυτταρικές μεμβράνες για να τους σκοτώσει όταν τους υποδείξει ο οργανισμός.

Χρησιμοποιώντας τεχνολογία φθορίζουσας απεικόνισης για την ακριβή ενεργοποίηση του gasdermin κατά παραγγελία, οι ερευνητές μπορούσαν να δουν ότι υπό ορισμένες συνθήκες – όπως μια συγκεκριμένη συγκέντρωση ιόντων ασβεστίου, για παράδειγμα – οι ανοιχτοί πόροι έκλεισαν ξανά σε δευτερόλεπτα.

Ενώ είναι ακόμη νωρίς να καταλάβουμε γιατί συμβαίνει αυτό και τις ακριβείς συνθήκες που το πυροδοτούν, είναι απόδειξη ότι η πυρόπτωση μπορεί να ξεκινήσει και μετά να σταματήσει ξανά ανάλογα με το τι άλλο συμβαίνει γύρω της, λέει ο Μο .

Αρκετές ασθένειες, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων μορφών καρκίνου, είναι αποτέλεσμα δυσλειτουργικών διαδικασιών κυτταρικού θανάτου που δεν λειτουργούν όπως θα έπρεπε. Αυτή η δυσλειτουργία μπορεί επίσης να οδηγήσει τη φλεγμονή εκτός ελέγχου μετά από μια λοίμωξη, όπως για παράδειγμα με τη σήψη.

Μια βελτιωμένη γνώση του πώς λειτουργεί ο κυτταρικός θάνατος -και η πυρόπτωση είναι ένας από τους κύριους τύπου – θα μπορούσε επίσης να οδηγήσει σε βελτιωμένες θεραπείες, εάν βρούμε τρόπους ελέγχου των κυττάρων που σκοτώνονται και πότε.

Προηγούμενη έρευνα

Προηγούμενη έρευνα έχει αποκαλύψει τρόπους με τους οποίους τα βακτήρια μπορούν να αποφύγουν τις κρίσεις της πυρόπτωσης και της απόπτωσης (άλλος τύπος κυτταρικού θανάτου) και καθώς τα παθογόνα γίνονται εξυπνότερα, είναι σημαντικό να συνεχίσουμε να έχουμε τα φάρμακα για να τα νικήσουμε.

«Η κατανόηση του πώς να ελέγχουν αυτή τη διαδικασία ξεκλειδώνει νέους δρόμους για την ανακάλυψη φαρμάκων, και τώρα μπορούμε να βρούμε φάρμακα ότι οι εργασίες για τις δύο πλευρές», λέει ο Μο.

«Μας επιτρέπει να σκεφτούμε τον συντονισμό, είτε την ενίσχυση είτε τον περιορισμό αυτού του τύπου κυτταρικού θανάτου σε ασθένειες, όπου προηγουμένως μπορούσαμε να αφαιρέσουμε μόνο αυτή τη σημαντική διαδικασία».

Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Nature Communications