Atunci când celulele mor, procesul nu este nici pe departe la fel de haotic precum se credea. Dincolo de utilitatea clinică a rezumatului de mai sus, studiul publicat în Nature Communications de cercetătorii de la Universitatea La Trobe dezvăluie o tactică de tip «cal troian» la nivel microscopic: deturnarea procesului de moarte celulară pentru răspândirea virusurilor. Această descoperire oferă o explicație inedită pentru modul în care infecțiile virale reușesc să treacă nedetectate de sistemul imunitar, ascunzându-se chiar în «sacii de gunoi» pe care corpul îi produce natural.
Cercetarea a fost condusă de doctoranda Stephanie Rutter, în laboratorul profesorului Ivan Poon de la Institutul La Trobe pentru Științe Moleculare (LIMS). Echipa a descoperit că etapele implicate în moartea celulară sunt mult mai organizate și mai importante decât crezuseră anterior oamenii de știință.
Ce sunt veziculele extracelulare și cum apar „amprentele morții”?
Acest proces controlat de autodistrugere este cunoscut în biologie sub numele de apoptoză – un mecanism vital prin care organismul își curăță țesuturile fără a declanșa inflamații. Pe măsură ce celulele ajung la sfârșitul ciclului lor de viață și încep să se autodistrugă, ele suferă o serie de schimbări fizice. Cercetătorii au observat că celulele muribunde își modifică forma, se desprind de structurile din apropiere și lasă în urmă un reziduu pe care îl numesc „amprenta morții”.
În cadrul acestui reziduu, echipa a descoperit un tip până atunci necunoscut de veziculă extracelulară (EV).
Veziculele extracelulare (EV) sunt particule microscopice eliberate de celule, care transportă proteine, lipide, ADN și ARN către alte celule. Acestea joacă un rol esențial în comunicarea intercelulară în întregul organism.
Veziculele recent identificate, denumite F-ApoEV, rămân la locul unde a murit o celulă. Acestea acționează ca niște urme de firimituri de pâine care ajută sistemul imunitar să localizeze și să elimine resturile celulare înainte ca acestea să poată declanșa o inflamație nedorită.
Pe înțelesul tuturor: cum funcționează „calul troian” celular?
Imaginează-ți corpul ca pe un oraș aglomerat. Când o clădire (o celulă) se învechește și se autodistruge, echipa de curățenie ambalează molozul în saci negri de gunoi (veziculele F-ApoEV) pentru a nu bloca străzile. Ce au descoperit cercetătorii este că virusul acționează ca un intrus genial: se strecoară exact în acești saci de gunoi. Astfel, „poliția” organismului (sistemul imunitar) trece pe lângă ei văzând doar deșeuri inofensive, permițând virusului să ajungă intact la următoarea clădire.
Cum păcălesc virusurile sistemul imunitar folosind F-ApoEV
Cercetătorii au descoperit, de asemenea, o întorsătură neașteptată.
În cadrul unor experimente de laborator efectuate pe celule infectate cu virusul gripal, ei au constatat că virusurile pot profita de acest mecanism natural de curățare. Particulele virale au reușit să se ascundă în interiorul F-ApoEV-urilor, ceea ce ar putea permite răspândirea infecției către celulele învecinate, rămânând în același timp ascunse în cadrul procesului normal de eliminare al organismului.
De ce este această descoperire revoluționară pentru viitorul medicinei?
Până acum, medicina trata infecțiile virale încercând să atace direct virusul – o cursă de-a șoarecele și pisica, deoarece virusurile suferă mutații rapide. Miza uriașă a acestui studiu este că ne oferă o țintă complet nouă, unică. Dacă viitoarele tratamente vor reuși să blocheze formarea acestor „saci de gunoi” în preajma celulelor infectate, virusul va rămâne fără ascunzătoare. Dezgolit, el va fi distrus imediat de sistemul nostru imunitar, deschizând calea către tratamente care nu mai pot fi „păcălite” de mutațiile virale.
Profesorul Poon, directorul Centrului de Cercetare pentru Vezicule Extracelulare (RCEV), a afirmat că aceste descoperiri pot avea implicații importante pentru terapiile viitoare.
„Înțelegerea acestui proces biologic de bază ar putea deschide noi direcții de cercetare pentru dezvoltarea unor tratamente noi care să valorifice aceste etape și să ajute sistemul imunitar să combată mai eficient bolile”, a declarat profesorul Poon.
„Miliarde de celule sunt programate să moară în fiecare zi, ca parte a procesului normal de reînnoire celulară și a evoluției bolilor, iar până acum se credea că procesul de fragmentare celulară în timpul morții celulare era aleatoriu și destul de simplu. Descoperirile noastre demonstrează complexitatea acestui proces și evidențiază modul în care fiecare etapă a acestuia este, de fapt, esențială pentru a ajuta celula muribundă să se descompună eficient și să fie eliminată de sistemul imunitar.”, a mai adăugat cercetătorul, citat de publicația Science Daily.
Comunicarea celulară după moarte
Cercetătoarea principală și doctoranda Stephanie Rutter a afirmat că descoperirile subliniază importanța comunicării dintre celule și arată cum virusurile pot manipula aceste sisteme biologice.
„Știm că organismul elimină fragmentele de celule moarte pentru a preveni rămânerea lor în organism și apariția inflamațiilor și a bolilor autoimune, precum lupusul eritematos sistemic (LES), și am observat că F-ApoEV-urile sunt eliminate rapid de la locul morții celulare. Ceea ce nu ne-am așteptat a fost modul în care virusurile pot profita, de asemenea, de acest proces și pot provoca infecții ascunzându-se în F-ApoEV-uri.”, a spus Stephanie.
Echipa consideră că această descoperire ar putea, în cele din urmă, să îmbunătățească înțelegerea atât a bolilor infecțioase, cât și a tulburărilor autoimune, conducând la noi strategii de tratament.
„Cu cât înțelegem mai bine moartea celulară și ce se întâmplă cu celulele după ce mor, cu atât putem înțelege mai bine patologiile bolilor și putem găsi noi tratamente”, a spus Stephanie.
Noi perspective asupra funcției imunitare
Dr. Georgia Atkin-Smith de la WEHI, co-coordonatoarea studiului, a afirmat că înțelegerea modului în care celulele muribunde comunică cu sistemul imunitar este importantă, deoarece moartea celulară joacă un rol într-o gamă largă de boli.
„Acest studiu a revelat că celulele muribunde pot continua să comunice chiar și după moarte și pot influența funcția imunitară”, a spus dr. Atkin-Smith.
În definitiv, cercetarea schimbă paradigma asupra modului în care înțelegem deșeurile biologice. Astfel, moartea celulară devine un câmp de luptă activ între mecanismele naturale de curățare ale organismului și agenții patogeni care încearcă să le exploateze.
Studiul a fost publicat în revista de specialitate Nature Communications.
Ce s-a mai descoperit în Știință?
Keratina din lână a generat un țesut osos mai bine organizat decât colagenul, la șobolani
Cea mai mare parte a aluminiului din lume își are originea într-o rocă cu aspect ciudat
Statul într-un picior a prezis cât vor trăi vârstnicii mai bine decât testul cardiopulmonar
Un izotop care nu există natural pe Pământ și valorează 25,6 milioane de dolari gramul tocmai a devenit mai ușor de produs
