Cercetătorii au reuşit să arate că reacţiile inflamatorii ale unei importante proteine senzor se desfăşoară doar într-o anumită direcţie în spaţiul celular. Descoperirea are potenţialul de a opri propagarea inflamaţiei şi implicit de a opri bolile inflamatorii cronice.
Inflamaţia face parte din mecanismul biologic complex de apărare al organismului împotriva factorilor nocivi, cum ar fi microorganisme patogene (bacterii şi viruşi), factori iritanţi, celule bolnave sau leziuni.
În condiţii normale răspunsul inflamator este bine controlat de către organism, însă un răspuns inflamator exagerat poate fi în sine o cauză de boală.
Cercetători de la universităţile din Bonn şi Köln au reuşit recent să arate că reacţiile inflamatorii ale unei importante proteine senzor se desfăşoară doar într-o anumită direcţie în spaţiul celular.
Atunci când bacteriile sau virusurile atacă celule vii sau dacă în organism sunt detectate substanţe străine, se activează un senzor de pericol, o proteină pe care oamenii de ştiinţă au abreviat-o NLRP3.
„Depozitele de proteine din creier care sunt caracteristice bolii Alzheimer, aşa-numitele plăci ß amiloide, pot activa şi ele NLRP3“, a declarat prof. dr. Matthias Geyer de la Institutul de Biologie Structurală a spitalului universitar din Bonn, referindu-se la studii anterioare.
În baza acestor studii precedente, cercetătorii au aflat că reacţia inflamatorie se alimentează singură, propagându-se din ce în ce mai mult.
Reacţia inflamatorie declanşată de NLRP3 promovează depunerea plăcilor ß amiloide şi contribuie semnificativ la procesul bolii.
Odată activate, proteinele NLRP3 se prind unele de altele şi formează nucleul unei structuri filiforme pe care se adună tot mai multe proteine.
„Reacţia apare imediat ce în jur o duzină de molecule NLRP3 sunt prezente“, a explicat prof. Geyer. În teorie, un număr infinit de molecule NLRP3 se pot uni şi pot extinde din ce în ce mai mult structura filiformă, numită ştiinţific „filament“.
Cercetătorii au reuşit acum să arate direcţia în care acest filament creşte şi continuă să se extindă.
„Am reuşit să obţinem aceste informaţii folosind microscopia crioelectronică. Metodă ne permite să mărim de 80.000 de ori moleculele de proteine, făcându-le vizibile şi astfel le-am putut observăm în mod direct“, a explicat Inga Hochheiser, din echipa prof. Geyer.
„Inflamaţia“, sub microscop
Oamenii de ştiinţă au izolat structura filiformă de NLRP3 din celule şi, folosind tehnici speciale, au picurat moleculele pe o probă eşantion pe care au îngheţat-o, obţinând o imagine statică pe care au putut s-o studieze cu ajutorul microscopului crioelectronic.
Structura emergentă a moleculelor NLRP3, dispuse unele lângă altele, a fost astfel vizualizată.
„Aceste imagini individuale au făcut posibilă înţelegerea modului în care filamentele se alungesc, la fel ca într-un film", spune Hochheiser.
Datorită felului în care moleculele cad atunci când sunt picurate pe proba eşantion, ele pot fi vizualizate la microscop din perspective diferite.
Aceste prespective pot fi apoi combinate pe computer pentru a crea o imagine tridimensională. Rezultatele au arătat că filamentele se formează doar într-o singură direcţie.
„Acest lucru ne-a permis să vizualizăm o parte a aparatului inflamator şi să citim literalmente direcţia creşterii (inflamaţiei)“, spune prof. Geyer, care a condus studiul.
Oprirea bolilor inflamatorii cronice
„Provocarea tehnică a fost aceea de a găsi tranziţiile în structurile filamentelor şi de a le face vizibile în imagini“, a explicat prof. dr. Elmar Behrmann de la institutul de biochimie a universităţii din Köln.
„Aceste descoperiri ne permit să ţintim acum aceste zone ale răspunsului inflamator folosind anticorpi sau medicamente“, a precizat Hochheiser.
Prin această descoperire, cercetătorii sunt acum mai aproape de a stopa mecanismul inflamator şi de a contracara inflamaţia cronică.
Studiul a fost publicat în revista Science Advances.
