Komórkowa odpowiedź immunologiczna na alergie i choroby wywołane przez komórki tuczne

Zamiast chronić organizm, układ odpornościowy może czasami stać się niezrównoważony, co widać na przykładzie komórkowej odpowiedzi immunologicznej w chorobach autoimmunologicznych i alergiach. Zespół z Uniwersytetu Ludwiga Maximiliana w Monachium zbadał, w jaki sposób komórki tuczne regulują poziom wapnia, aby utrzymać tę reakcję pod kontrolą.

Czym jest komórkowa odpowiedź immunologiczna?

Układ odpornościowy chroni każdą żywą istotę przed atakami wirusów i bakterii, a także pomaga eliminować komórki rakowe. Odporność wrodzona odpowiada za wstępne wykrycie i zniszczenie inwazyjnych patogenów. Następnie alarmuje komórki adaptacyjnego układu odpornościowego, który eliminuje organizmy zakaźne i zapewnia długotrwałą ochronę przed nimi. Istnieją jednak sytuacje, w których komórkowa odpowiedź immunologiczna może być niewłaściwie ukierunkowana. W tym przypadku system odpornościowy koncentruje swoją siłę ognia na niewłaściwych celach. Może się to zdarzyć z własnymi białkami organizmu w przypadku chorób autoimmunologicznych lub z białkami obcymi, które same w sobie są nieszkodliwe w przypadku alergii. Zespół badawczy prowadzony przez immunofarmakolog Susannę Zierler i farmakolog Ingrid Boekhoff z Instytutu Farmakologii i Toksykologii Walther Straub wykazał niedawno, że aktywność niektórych białek kanałów jonowych w komórkach tucznych odgrywa ważną rolę w zapobieganiu reakcjom alergicznym i anafilaktycznym. Gwarantuje to, że komórkowa odpowiedź immunologiczna nie zostanie zignorowana.

Komórki tuczne znajdują się praktycznie we wszystkich narządach ciała. Regulują inicjację i ustępowanie reakcji zapalnych układu odpornościowego, zwalczając infekcje i zaburzenia metaboliczne. Reakcje immunologiczne to bardzo złożone procesy, z którymi należy postępować ostrożnie. Oznacza to, że komórki odpornościowe muszą być w stanie rozpoznać określone sygnały, które oddziałują z białkami receptorowymi na powierzchni komórki. Reakcje te obejmują zmiany poziomu dodatnio naładowanych jonów, w tym wapnia, sodu i potasu. Okazuje się, że szybkie i przejściowe zmiany stężenia jonów są niezbędne do aktywacji wielu typów komórek odpornościowych. Oczywiste jest, że komórki regulują wewnątrzkomórkowe poziomy tych jonów głównie poprzez białka. Naukowcy nazywają je kanałami jonowymi i pompami jonowymi.

winiki wyszukiwania

Grupy badawcze scharakteryzowały teraz funkcje kanałów jonowych, które selektywnie regulują stężenie wolnego wapnia w komórkach tucznych. Zbadali również, ile innych typów komórek tucznych osiąga to poprzez aktywację uwalniania wapnia z zapasów wewnątrzkomórkowych. Retikulum endoplazmatyczne (ER) jest największym organellą magazynującą wapń w komórkach. Jednakże inne organelle wewnątrzkomórkowe, takie jak mitochondria (elektrownie komórki) i lizosomy (jednostki utylizacji odpadów wewnątrzkomórkowych) mogą w razie potrzeby dostarczać jony wapnia. Wszystkie te przedziały wewnątrzkomórkowe są ograniczone błonami, do których wstawione są wyspecjalizowane kanały jonowe. Zierler, Boekhoff i ich koledzy donoszą, że jeden z nich, TPC1, odgrywa ważną rolę w regulacji zmian w wewnątrzkomórkowej dystrybucji jonów wapnia między endolizosomami a ER.

Naukowcy wykazali, że selektywny genetyczny nokaut lub farmakologiczna inhibicja TPC1 w komórkach tucznych myszy zmieniła równowagę między ilością wapnia przechowywanego w tych organellach. Istotne jest, że zmiana ta jest związana ze znacznym wzrostem wydzielania histaminy, co z kolei wywołuje ciężką reakcję alergiczną zarówno na poziomie komórkowym, jak i ogólnoustrojowym. Wyniki te pokazują, że zakłócenie delikatnej równowagi kontrolującej poziom wewnątrzkomórkowych jonów wapnia w komórkach tucznych może prowadzić do drastycznych reakcji alergicznych i anafilaktycznych. Identyfikacja białka kanału TPC1 jako ważnego regulatora aktywności komórek tucznych i wydzielania histaminy ma wyraźne implikacje terapeutyczne. To badanie pokazuje kanał TPC1 jako obiecujący składnik aktywny w leczeniu chorób alergicznych i podobnych. Ogólnie rzecz biorąc, ukierunkowana kontrola farmakologiczna kanałów jonowych w komórkach odpornościowych oferuje ogromny potencjał. To świetna perspektywa leczenia infekcji, alergii, a być może nawet białaczki.