Frankfurto Goethe's universiteto vadovaujama tarptautinė komanda nustatė tarpląstelinį jutiklį, kuris stebi vadinamųjų MHC-I molekulių, padedančių imuninei sistemai atpažinti ir naikinti kenksmingas ląsteles, įskaitant naviko ląsteles, kokybę. Jutiklis užtikrina, kad sugedusios MHC-I molekulės liktų ląstelės viduje, kur galiausiai suyra. Keista, kad dėl šio kokybės užtikrinimo trūkumo vėžio ląstelių paviršių gali pasiekti daugiau MHC-I molekulių, sukeldamos stipresnį imuninį atsaką prieš naviką.
Išvados paskelbtos žurnale Ląstelė.
Palyginti lengva nustatyti ląstelės sveikatos būklę: jų paviršiuje ląstelės turi beveik visų viduje esančių baltymų fragmentus. Tai reiškia, kad imuninė sistema gali tiesiogiai atpažinti, ar ląstelė buvo užkrėsta virusu, ar buvo pavojingai pakeista dėl mutacijos.
Daugybė molekulinių „radijo stiebų“ – MHC-I molekulių – yra atsakingi už šių fragmentų pateikimą. Jie surenkami ląstelės viduje ir perkeliami į membraną – ląstelę supantį lipidų sluoksnį.
Čia stiebai pritvirtinti taip, kad krovinys būtų nukreiptas į išorę ir jį galėtų aptikti nuolat prie kūno patruliuojantys imuninės sistemos būriai. Jei šie kariai aptinka kenksmingas molekules, esančias ant MHC-I radijo stiebų, jie nužudo atitinkamą ląstelę. Tačiau reikalaujama, kad patys stiebai būtų visiškai funkcionalūs; kitu atveju kyla pavojus, kad šis mechanizmas neveiks ir kenksmingos ląstelės pabėgs iš imuninės sistemos.
„Dabar ląstelės viduje atradome jutiklį, kuris užtikrina, kad į plazmos membraną būtų transportuojamos tik funkcinės MHC-I molekulės, o sugedę vienetai pašalinami“, – aiškina dr. Lina Herhaus, dar visai neseniai Goethe's atlikusi tyrimus šia tema. Universiteto II biochemijos institutas ir dabar vadovauja nepriklausomai tyrimų grupei Braunšveige įsikūrusiame Helmholtzo infekcijų tyrimų centre.
Ląstelės nuolat gamina daug baltymų, kad išlaikytų įvairias funkcijas. Jei šio proceso metu atsiranda klaidų, paveiktos molekulės paprastai pašalinamos. Specializuoti receptoriai atpažįsta sugedusius baltymus ir nukreipia juos į mini šiukšlių maišus, kur jie suskaidomi.
„Atlikdami tyrimą, mes ieškojome dar nežinomų receptorių ir aptikome baltymą, vadinamą IRGQ, kuris yra konkrečiai atsakingas už MHC-I radijo stiebų kokybės kontrolę“, – sako Herhausas.
Tyrėjai naudojo genetinius trukdžius, kad slopintų IRGQ gamybą. Rezultatas: ląstelėse susikaupė sugedę radijo stiebai, kai kurie iš jų taip pat buvo įtraukti į ląstelės membraną, kartu su jų funkciniais atitikmenimis.
„Iš tikrųjų galima tikėtis, kad ląstelės be IRGQ sukels silpnesnį imuninį atsaką. Tačiau akivaizdu, kad taip nėra: išanalizavę įvairius žmogaus navikus, nustatėme, kad mažesnis IRGQ buvo susijęs su geresniu pacientų, sergančių kepenų vėžiu, išgyvenamumu“, – aiškina. Prof. Ivan Đikić iš II Biochemijos instituto, kuris kartu su Herhaus vadovavo tyrimui.
Pacientų duomenys taip pat buvo patvirtinti eksperimentiniame kepenų vėžio pelių modelyje: gyvūnų be IRGQ imuninė sistema daug agresyviau atakavo naviko ląsteles; dėl to graužikai be IRGQ žymiai ilgiau išgyveno vėžį.
IRGQ galėtų būti tikslinė naujų vaistų struktūra, bent jau kepenų ląstelių karcinomai – antrai mirtingiausiam vėžio tipui pasaulyje. „Mes radome naują mechanizmą, kuriuo auglio ląstelės vengia imuninės sistemos. Tolesniuose tyrimuose mes dabar išnagrinėsime IRGQ įtaką kitų rūšių vėžiui”, – pabrėžia Đikić.
„Mūsų išvados galėtų būti panaudotos ateityje kuriant naujus kepenų vėžio gydymo būdus. Vienas iš pavyzdžių būtų vaistų vartojimas, nukreipiantis į IRGQ degradaciją ir taip stimuliuojant imuninį atsaką prieš vėžį.”
Nepaisant to, naujai atrastas mechanizmas taip pat yra įdomus pagrindiniams tyrimams. „Norime išsiaiškinti, kiek IRGQ yra svarbus imuninės sistemos funkcionavimui apskritai, taip pat ir virusinių infekcijų metu“, – sako Herhausas. „Mūsų tyrimo rezultatai iškelia visą eilę įdomių klausimų, į kuriuos atsakymai gali pagilinti mūsų supratimą apie organizmo imuninę apsaugą.