NYU Grossman School of Medicine -tutkijoiden johdolla, työ pyörii sidekudosten ekstrasellulaarisen matriisin (ECM) ympärillä, kun sitä pidettiin inerttinä kehyksenä, joka muotoilee ruumiillisia osia, mutta tunnetaan yhä useammin signalointikumppanina läheisten solujen kanssa normaalissa toiminnassa, ja taudin aiheuttaja, kun signaalit menevät pieleen. ECM:n keskeisiä toimijoita ovat fibroblastit, solut, jotka tuottavat kovia rakenteellisia matriisiproteiineja, kuten kollageenia.
Julkaistu verkossa 28. kesäkuuta Proceedings of the National Academy of Sciences, uuden analyysin mukaan lumican, fibroblastien erittämä proteiini-sokeriyhdistelmä (proteoglykaani), ja tiedetään kumppaniksi kollageenin kanssa sidekudoksissa, edistää myös immuunijärjestelmän vasteita makrofageiksi kutsutuissa immuunisoluissa, jotka taistelevat bakteeri -infektioita vastaan. Samaan aikaan, tutkimuksessa havaittiin, että lumikaani suojaa kudoksia rajoittamalla erityyppistä immuunivastetta, joka reagoi DNA:han, onko se hyökkäävästä viruksesta, tai ihmisen soluista, jotka vuotavat DNA:ta kuolemansa aikana (signaali siitä, että kudokset ovat stressin alaisia).
Tällaiset tulehdusreaktiot edustavat siirtymistä paranemiseen, mutta kasvaa liian suureksi sepsiksessä, vahingoittaa kehon omia kudoksia elinten vajaatoimintaan asti. Sepsis vaikuttaa 48,9 miljoonaan ihmiseen maailmanlaajuisesti, kirjoittajat sanovat, mutta ECM:n rooli tilassa on suurelta osin tuntematon.
Lumicanilla voi olla kaksinkertainen suojaava rooli ECM -kudoksissa, edistää puolustusta bakteereja vastaan toisaalta, ja toisaalta, rajoittaa immuunireaktioita DNA:han, joka aiheuttaa itsehyökkäyksen, tai autoimmuuni. "
Shukti Chakravarti, PhD, Vastaava tutkimuksen kirjoittaja, Professori, Silmä- ja patologian osastot NYU Langone Healthissa
Tulokset viittaavat siihen, että sidekudos, ja solunulkoiset matriisiproteiinit, kuten lumikaani, toimivat normaalisti solujen ulkopuolella, mutta kun sairaus tai vaurio hajottaa ECM:n, imeytyä ja säännellä immuunisoluja, jotka saapuvat vaurioihin.
Lumican sattuu olemaan vuorovaikutuksessa kahden proteiinin kanssa immuunisolujen pinnoilla, jotka kontrolloivat tietullien kaltaisiksi reseptoreiksi kutsuttujen proteiinien toimintaa, joiden tiedetään tunnistavan tunkeutuvien mikrobien tekemille molekyyleille yhteisiä rakenteellisia malleja, kertovat tutkimuksen tekijät. Koska ne ovat vähemmän spesifisiä kuin muut immuunijärjestelmän osat, maksulliset reseptorit voivat myös aiheuttaa immuunisolujen hyökkäyksiä kehon omiin kudoksiin, jos ne aktivoidaan liikaa.
Nykyiset tutkimuksen tekijät havaitsivat, että lumikaani edistää verosolujen reseptorin (TLR) -4 kykyä immuunisolujen pinnoilla tunnistaa bakteerien soluseinämyrkyt, joita kutsutaan lipopolysakkarideiksi (LPS). Erityisesti, tutkimuksessa todettiin, että lumikaani, kiinnittymällä kahteen proteiiniin, CD14 ja Caveolin1, todennäköisesti käyttää alueita, jotka ovat normaalisti kollageenin peittämiä, vakauttaa niiden vuorovaikutusta TLR4:n kanssa ja parantaa sen kykyä reagoida LPS:ään. Tämä puolestaan johtaa TNF -alfan tuotantoon, signaaliproteiini, joka vahvistaa immuunivasteita.
Sen lisäksi, että kuvataan lumikaanin vaikutusta immuunisolujen pinnoille, uusi tutkimus havaitsee, että lumikaani otetaan ulkoisista soluista kalvoon sitoutuneisiin pusseihin, joita kutsutaan endosomeiksi, ja vedettiin soluihin. Tällaiset osastot toimittavat nautitut bakteerit muihin endosomeihin, jotka tuhoavat ne, tai lisätä tulehdusta tai suojaavia interferonivasteita. Kun vedettiin sisään, tutkijat havaitsivat, lumican vahvisti TLR4 -toimintaa hidastamalla sen kulkeutumista lysosomeihin, taskut, joissa tällaiset proteiinit hajotetaan ja kierrätetään.
Vaikka se kannusti TLR4 -aktiivisuutta solupinnoilla, lumikaani, kerran immuunisolujen sisällä, oli päinvastainen vaikutus tietulliseen reseptoriin 9 (TLR9), jonka tiedetään reagoivan DNA:han bakteeri -LPS:n sijasta. Kokeet osoittivat, että lumikaanin sitoutuminen DNA:han endosomeissa pitää sen poissa, ja estää sen aktivoitumisen, TLR9.
Kokeet vahvistivat, että hiirillä, joilta puuttui lumikaanigeeni, on vaikeuksia torjua bakteeri -infektioita (vähemmän sytokiinivastetta, hitaampi välys, suurempi laihtuminen), ja vaikeuksia hillitä immuunireaktioita bakteereille (sepsis). Tutkimuksen tekijät havaitsivat myös kohonneita lumikaanipitoisuuksia ihmisen sepsispotilaiden veriplasmassa, ja että lumikaanilla hoidetuilla ihmisen immuunisoluilla (veren monosyyteillä) oli kohonnut TLR4 -aktiivisuus, mutta tukahdutti TLR9 -vastaukset.
"Molempien prosessien vaikuttajana lumikaanipohjaisia peptidejä voitaisiin käyttää vivuna, TNF-alfaan liittyvän tulehduksen säätämiseksi, tai endosomaaliset interferonivasteet, tulehdusten ja infektioiden parantamiseksi, "sanoo George Maiti, Tohtori, tohtorin tutkija Chakravartin laboratoriossa. "Tuloksemme väittävät ECM -proteiinien uuden roolin loukkaantumispaikoilla. Saapuvien immuunisolujen ottama se muokkaa immuunivasteita solun pinnan ulkopuolella säätelemällä endosomaalisten reseptorien ja signalointikumppaneiden liikettä ja vuorovaikutusta, "sanoo