Ključni mehanizem, ki določa, kako protivirusni imunski odzivi reprogramirajo presnovo jeter

Raziskovalci raziskovalnega centra za molekularno medicino CeMM Avstrijske akademije znanosti so odkrili ključni mehanizem, kako protivirusni imunski odzivi reprogramirajo presnovo jeter. Njihova nedavna študija, ki je bila objavljena v priznani znanstveni reviji Imuniteta , raziskali komunikacijo med vnetjem in presnovo jeter med kronično virusno okužbo. Presenetljivo, Ugotovljeno je bilo, da je protivirusni citokin interferon tipa I (IFN-I) glavni regulator presnovnih poti v jetrnih celicah. Raziskovalci so se osredotočili na cikel sečnine, osrednje presnovno vozlišče, in ugotovili, da ga IFN-I moti med virusno okužbo. To je privedlo do spremenjenih koncentracij presnovkov v serumu, ki so uravnavale protivirusno imunost in zmanjšale patologijo jeter.

Jetra so pomemben organ za sistemsko presnovo v našem telesu. Poleg prometa biomolekul in presnove zdravil, glavna funkcija jeter je odstranjevanje strupenih snovi iz organizma. Hepatociti, ali jetrne celice, so najpogostejša vrsta celic in funkcionalna enota jeter. So presnovne sile v zdravem organizmu, služijo pa tudi kot pomembne imunske signalne platforme med okužbami. Kot tak, imajo potencial, da se odzovejo na vrsto citokinov - majhnih molekul, ki so bistvene za koordinacijo imunskih odzivov.

Prejšnje študije s področja imunologije in presnove, ali imunometabolizem, razkril prelomne mehanizme o tem, kako morajo celice imunskega sistema prilagoditi svoj metabolizem, da lahko opravljajo svoje funkcije v boju proti patogenom in raku. Na podlagi tega, Andreas Bergthaler in njegova skupina na CeMM so želeli preučiti imunometabolne spremembe, ki se pojavijo v celotnem organizmu med okužbo. Posebej so se osredotočili na jetra zaradi njihove pomembne vloge pri nadzoru sistemske presnove.

Za razčlenitev zapletenih procesov, avtorji so izkoristili primerjalni model kronične okužbe, virus limfocitnega horiomeningitisa (LCMV). Raziskave z LCMV so v zadnjih 80 letih že privedle do temeljnega vpogleda v imunologijo, in zlasti prispeval k trem Nobelovim nagradam. Med njimi je Nobelova nagrada za fiziologijo ali medicino leta 2018, ki sta ga prejela James Allison in Tasuku Honjo za svoja odkritja v zvezi z revolucionarnimi novimi imunoterapijami proti raku, ki izkoriščajo telesne celice imunske ubijalke, ali CD8 T celice.

Ta študija Aleksandra Lercherja, Anannya Bhattacharya et al. je rezultat meddisciplinarnega sodelovanja z raziskovalci z Medicinske univerze na Dunaju in Univerze za veterinarsko medicino na Dunaju (Avstrija), pa tudi z medicinske šole Hannover (Nemčija), kantonalno bolnišnico St. Gallen (Švica) in podjetje Bio-Cancer Treatment International Ltd (Kitajska). Študija je bila zasnovana kot integrativni nepristranski pristop za raziskovanje molekularnih sprememb v jetrih med kronično okužbo. Poleg pričakovanih vnetnih sprememb, avtorji so odkrili zanimive spremembe v presnovi hepatocitov. Številne osrednje presnovne poti, med njimi cikel sečnine, Ugotovljeno je bilo, da so bili okuženi potlačeni. Cikel sečnine je bistvenega pomena za odstranjevanje strupenega amoniaka iz telesa, da se prepreči poškodba možganov. Presenetljivo, raziskovalci so identificirali protivirusno signalno pot citokinov interferonov tipa I (IFN-I) kot regulator cikla sečnine. To je povzročilo spremembo koncentracij aminokislin arginina in ornitina v krvi. "Ključni poskus za nas je bil, da ko smo na površini hepatocitov odstranili receptor za IFN-I, teh presnovnih sprememb nismo videli več ", pravi Alexander Lercher, prvi avtor študije in doktorand v laboratoriju glavnega raziskovalca CeMM Andreasa Bergthalerja. Ugotovljeno je bilo, da sistemske spremembe arginina in ornitina zavirajo protivirusne odzive celic CD8 T in zmanjšujejo poškodbe jeter.

Eno najpomembnejših odkritij te študije je bila identifikacija signala IFN-I kot glavnega regulatorja za zatiranje presnovnih procesov v hepatocitih ob okužbi. "Res smo bili presenečeni, da protivirusna molekula med okužbo vpliva na tako vitalne biološke procese, kot je cikel sečnine", pravi Michael Trauner, soavtor študije in vodja Oddelka za gastroenterologijo in hepatologijo na Medicinski univerzi na Dunaju. Skupaj, te ugotovitve so osvetlile, kako se je imunski sistem telesa razvil za uravnavanje jetrne presnove, ki modulira odzive celic CD8 T in zmanjšuje kolateralno poškodbo tkiva med okužbo. Andreas Bergthaler:"Menimo, da je ta študija pomemben prispevek na področju sistemskega imunometabolizma. Prav tako poudarja osrednjo vlogo jeter za naš imunski sistem in način, kako organi telesa komunicirajo s presnovki." V prihodnosti, takšne ugotovitve je mogoče uporabiti za terapevtsko poseganje v regulacijo presnovnih procesov za moduliranje odziva celic CD8 T pri različnih boleznih, kot je okužba, raka in avtoimunosti.

• Vesoljsko potovanje lahko vpliva na črevesno funkcijo astronavtov
• Raziskovalci najdejo nov način zaščite pred boleznimi v modelu MS