Stanice crijeva upozoravaju tijelo na opasnost tijekom invazije parazita

O upali možete razmišljati kao o alarmnom sustavu u kući. Ima različite komponente-poput kamere koja promatra vrata, i senzori na prozorima-i kad se jednom aktiviraju, pojačavaju te prve signale kako bi upozorili na opasnost i poslali poziv za pomoć. Stanice imaju i ove različite komponente, i sada smo dali možda najjasniji primjer kako određeni receptor u crijevima djeluje kao senzor za važnu crijevnu infekciju. "

Boris Striepen, Profesor, Zavod za patobiologiju u Penn Vet

Boris Striepen je stariji autor u novinama, koji se objavljuje u časopisu Zbornik Nacionalne akademije znanosti.

Tipično, Striepen kaže, istraživači su se usredotočili na imunološke stanice, poput makrofaga i dendritičkih stanica, kao prvi koji je otkrio strane osvajače, ali ovaj novi nalaz naglašava da stanice koje se inače ne smatraju dijelom imunološkog sustava-u ovom slučaju crijevne epitelne stanice-igraju ključnu ulogu u načinu na koji se imunološki odgovor pokreće.

"Postoji sve veći broj literature koja zaista cijeni ono što epitelne stanice rade kako bi pomogle imunološkom sustavu osjetiti patogene, "kaže Adam Sateriale, prvi autor na papiru koji je bio postdoktor u Striepenovom laboratoriju, a sada vodi vlastiti laboratorij na Institutu Francis Crick u Londonu. "Čini se da su oni prva linija obrane od infekcije."

Striepenov laboratorij posvetio je značajnu pozornost Cryptosporidiumu, što je vodeći uzrok dijareje koja može biti smrtonosna kod male djece u područjima siromašnim resursima u cijelom svijetu. Kriptosporidij je također prijetnja ljudima u okruženjima s dobrim resursima, uzrokujući polovicu svih epidemija bolesti koje se prenose vodom u Sjedinjenim Državama. U veterinarskoj medicini, poznato je po zarazi teladi, usporavaju njihov rast. Ove infekcije nemaju učinkovito liječenje niti cjepivo.

U dosadašnjem radu, Striepen, Sateriale i kolege iskoristili su prirodnu vrstu miševa Cryptosporidium za koju su nedavno otkrili da u mnogim pogledima oponaša ljudsku infekciju. Istraživači su znali da T stanice pomažu u kontroli parazita u kasnijim fazama infekcije, počeli su tražiti tragove o tome što će se prvo dogoditi.

Jedan važan trag je nesretna veza između pothranjenosti i infekcije kriptosporidijom. Rana infekcija kriptosporidijem i upala crijeva koja ide s njom predisponiraju djecu na pothranjenost i usporen rast; u isto vrijeme, djeca koja su pothranjena podložnija su infekciji. To može dovesti do spirale prema dolje, stavljajući djecu u veći rizik od smrtonosnih infekcija. Mehanizmi koji stoje iza ovog fenomena nisu dobro razumljivi.

"To nas je navelo na pomisao da možda neki od mehanizama za otkrivanje opasnosti koji mogu potaknuti upalu u crijevima također igraju ulogu u širem kontekstu ove infekcije, "dodaje Striepen.

Zajedno su te veze nadahnule istraživački tim da pobliže pogleda upalni i njihov utjecaj na tijek infekcije u njihovom modelu miša. To su učinili uklanjanjem ključne komponente upale, enzim zvan kaspaza-1. "Ispostavilo se da su životinje kojima to nedostaje imale mnogo veću razinu infekcije, "Kaže Sateriale.

Daljnji rad pokazao je da su miševi kojima nedostaje kaspaza-1 samo u stanicama epitela crijeva pretrpjeli infekcije isto kao i oni kojima je potpuno nedostajala, demonstrira ključnu ulogu epitelne stanice.

U skladu s ovom idejom, tim predvođen Penn Vet-om pokazao je da, od raznih receptora kandidata, samo gubitak receptora NLRP6 dovodi do neuspjeha kontrole infekcije. NLRP6 je receptor ograničen na epitelne barijere koje su prethodno bile povezane s otkrivanjem i održavanjem crijevnog mikrobioma, bakterije koje prirodno koloniziraju crijeva. Međutim, pokusi su otkrili da miševi nikada nisu bili izloženi bakterijama, pa mu je nedostajao mikrobiom, također su aktivirali svoj upala nakon infekcije kriptosporidijem-znak da se ovaj aspekt signalizacije opasnosti javlja kao izravan odgovor na infekciju parazitima i neovisno o bakterijskoj zajednici crijeva.

Da bismo pratili kako je izazivanje crijevnog upale dovelo do učinkovite reakcije, istraživači su pogledali neke od signalnih molekula, ili citokini, obično povezane s aktivacijom upale. Otkrili su da infekcija dovodi do oslobađanja IL-18, kod onih životinja kojima nedostaje ovaj citokin ili sposobnost da ga oslobode pokazujući ozbiljniju infekciju.

"A kad dodate IL-18, možete spasiti ove miševe, "Sateriale kaže, gotovo poništavajući učinke infekcije.

Striepen, Sateriale, i kolege vjeruju da postoji još mnogo posla kako bi se pronašlo cjepivo protiv Cryptosporidiuma. No, kažu da njihovi nalazi pomažu osvijetliti važne aspekte međudjelovanja parazita, imunološki sustav, i upalni odgovor, odnose koji mogu poslužiti kao cilj ovih translacijskih ciljeva.

Ići naprijed, traže kasnije faze infekcije kriptosporidijem kako bi vidjeli kako ih domaćin uspješno suzbija. "Sada kada razumijemo kako se otkriva infekcija, željeli bismo razumjeti mehanizme kojima se kontrolira, "Sateriale kaže." Nakon što sustav osjeti parazita, što se čini da se ograniči njihov rast i ubije? "

• Znanstvenici dizajniraju eksperimentalni sustav crijeva i mozga u laboratorijskoj zdjeli
• Studija identificira učinke pothranjenosti na preživljavanje pacijenata nakon operacije srca