Ląstelių mirtis, kuri gali skambėti nemaloniai, iš tikrųjų yra būtina, kad žmogus būtų gyvas.
Šis organizmo griežtai reguliuojamas procesas sunaikina senas arba pažeistas ląsteles, kad atsirastų naujų. Tuo pačiu metu pašalinami į ląsteles patekę mikrobai, kad organizmas galėtų kovoti su infekcijomis.
„Dauguma žmonių to nesuvokia, bet kiekvieną sekundę kiekvieno iš mūsų kūne miršta maždaug 4 milijonai ląstelių, kurias pakeičia naujos, – pasakojo dr. Mohamedas Lamkanfi, Gento universiteto (Belgija) Vidaus ligų medicinos ir pediatrijos katedros imunologas. – Užprogramuota ląstelių mirtis yra esminė gyvenimo dalis.“
Klaidos procesuose
Kad mūsų sveikata būtų optimali, sistema turi veikti nepriekaištingai, tačiau kartais pasitaiko klaidų. Dėl to gali būti pažeisti audiniai, išsivystyti uždegimas ir liga.
Pavyzdžiui, ląstelės gali išgyventi ilgiau nei jų optimali gyvenimo trukmė ir sukelti autoimuninę ligą, sunkiai įveikiamas virusines infekcijas ar net vėžį. Kita vertus, pernelyg didelis žuvusių ląstelių skaičius gali sukelti audinių degeneraciją ir tokius sunkius sutrikimus, kaip Alzheimerio ar Parkinsono liga.
Lamkanfi ypač domisi piroptoze – ląstelių mirties forma, kai sunaikinami svarbūs baltieji kraujo kūneliai, vadinamieji makrofagai, kurie paprastai naikina įsibrovusius mikroorganizmus ir stimuliuoja kitas imuninės sistemos dalis.
Piroptozė sukelia uždegimą, ir nors uždegiminė būklė yra labai svarbi kovojant su infekcija, ji taip pat gali būti labai kenksminga, kai išsivysto netinkamu metu arba išplinta. Nekontroliuojama piroptozė siejama su tokiomis lėtinėmis uždegiminėmis būklėmis, kaip reumatoidinis artritas ir šeiminė Viduržemio jūros karštinė (angl. „Familial Mediterranean Fever“; FMF).
Lamkanfi buvo ES finansuoto projekto „PyroPop“ pagrindinis tyrėjas, ypač besidomintis FMF – paveldimu sutrikimu, paprastai pasireiškiančiu Viduržemio jūros regiono ir Artimųjų Rytų kilmės žmonėms, – nes jo šeima turi ryšių su Maroku.
Asmeninis interesas
„Galima sakyti, kad mano susidomėjimas šeimine Viduržemio jūros karštine yra asmeninis, – pasakojo Lamkanfi. – Mano šeima kilusi iš Maroko, kur ši liga yra endeminė ir sukelia didelių sveikatos problemų daugeliui pacientų.“
Šalyse, kur FMF yra endeminė liga, ja serga nuo vieno iš 400 iki vieno iš 1 000 žmonių, o kai kuriose Viduržemio jūros regiono šalyse yra tik šiai ligai gydyti skirtų klinikų. Sunkūs FMF sukelto karščiavimo priepuoliai gali, be kitų komplikacijų, sukelti organų pažeidimus, sąnarių skausmus ir nevaisingumą.
Dirbant prie „PyroPop“ projekto, kuris baigėsi 2021 m., Lamkanfi pavyko geriau suprasti sudėtingą ląstelių gyvavimo procesų seką, lemiančią piroptozę.
Šiuo metu vykdomas tolesnis projektas „PyroScreen“, kurį taip pat finansuoja ES. Šio naujo tyrimo tikslas – rasti uždegimą atitolinančių gydymo būdų.
Lamkanfi ne vienas ieško būdų, kaip kovoti su neigiamu ląstelių žūties poveikiu. Iš tiesų per pastaruosius 20 metų daugelyje pasaulio laboratorijų buvo ieškoma būdų, kaip įsikišti, kai sutrinka užprogramuotos ląstelių mirties procesas, taip pat atliekami vaistų bandymai.
Mokslininkai tikisi, kad per ateinančius 10 metų bus išrasta vaistų, anot dr. Manolio Pasparakio, Kelno universiteto (Vokietija) genetikos profesoriaus, „padedančių geriau gydyti kai kurias labai sunkias ligas.“
Natūrali baigtis
Nuo tada, kai beveik prieš 200 metų buvo atrasta, kad ląstelių mirtis yra natūrali gyvybės dalis, mokslininkai tyrė daug svarbių šiame procese dalyvaujančių mechanizmo veikėjų. Jie nustatė ląstelių mirtį reguliuojančius genus ir molekules, pagreitinančias įvykių, lemiančių ląstelės sunaikinimą, srautą.
Sveika, užprogramuota ląstelių mirtis vadinama apoptoze, o kaspazėmis vadinami fermentai atlieka svarbų vaidmenį, kad tai įvyktų. Šios šeimos molekulės užtikrina atsargų mirštančios ląstelės skaidymą.
Šis suplanuotas irimas apima ląstelės membranos deformaciją, ląstelės susitraukimą ir DNR bei viso ląstelės turinio fragmentaciją. Tuomet greta esančios ląstelės greitai praryja susitraukusį, bet nepažeistą žuvusios ląstelės kūną.
Galutinis rezultatas – atsargus pasibaigusio galiojimo laiko ląstelės pašalinimas, nesukeliant jokio imuninio organizmo atsako.
Sprogstančios ląstelės
To negalima pasakyti apie nekroptozę – kitą griežtai reguliuojamą ląstelių mirties formą. Ji nėra tyli ar diskretiška.
„Ląstelės, kuriose vyksta nekroptozė, plyšta ir išskiria savo turinį į tarpląstelinę erdvę, o tai tampa pavojinga, – pasakojo Pasparakis. – Išsiskyręs turinys veikia greta esančių ląstelių receptorius ir sukelia uždegimą bei audinių pažeidimą.“
Jis yra pagrindinis ES finansuojamo nekroptozės projekto, kurio metu tiriamas ląstelių mirties vaidmuo imuniniam atsakui ir uždegimo vystymuisi, tyrėjas. Tai yra 2018 m. prasidėjusi iniciatyva, kuri tęsis iki šių metų rugsėjo.
2009 m. Pasparakis ir jo komanda atsitiktinai atrado prouždegimines nekroptozės savybes tyrinėdami genetiškai modifikuotas peles.
„Tikėjomės, kad pelės bus atsparios ląstelių mirčiai, tačiau gavome priešingus rezultatus, – pasakojo jis. – Pelėms išsivystė labai stipri uždegiminė reakcija, kuri sukėlė ligą ir mirtį.“
Šiandien nekroptozės privalumai ir trūkumai suprantami geriau.
„Žinome, kad ji svarbi organizmui saugantis nuo virusų: virusu užsikrėtusi ląstelė turi greitai numirti, kol virusas nespėjo replikuotis, o nekroptozė yra puikus būdas pagreitinti mirtį, – teigė Pasparakis. – Kita vertus, nekroptozė taip pat yra uždegiminio pobūdžio ląstelės mirtis, todėl pasklidęs uždegimas gali sukelti sunkią ligą.“
Tai įrodo tyrimai su pelėmis, tačiau dar nepatvirtinta, ar nekroptozė sukelia žmonių ligas. Įrodymų galima rasti dabar atliekamuose klinikiniuose tyrimuose.
„Visa mokslo bendruomenė nekantriai laukia rezultatų,“ – teigė Pasparakis.
Teigiami rezultatai gali iš pagrindų pakeisti daugelio sekinančių ligų gydymą.
„Kai rasime būdą, kaip užblokuoti sutrikusį ląstelių mirties mechanizmą, turėtume pastebėti įspūdingą tam tikrų uždegiminių ligų patologijos (negalavimo) pašalinimą iš organizmo, – tvirtino Lamkanfi iš Gento universiteto. – Tai jau matėme tirdami peles.“
Taigi tai, anot jo, gali reikšti „naujus gydymo ir diagnostikos būdus milijonams žmonių, sergančių lėtinėmis uždegiminėmis ligomis – nuo podagros ir širdies ligų iki neurodegeneracinių susirgimų“. „Poveikis gali būti didžiulis.“
Šis straipsnis pirmą kartą buvo publikuotas ES mokslinių tyrimų ir inovacijų žurnale „Horizon“.
