Odkritje povezave med metabolizmom, oksidativnim stresom in celično smrtjo

Raziskava

24. 8. 2021, 06:00 | Zdravje | Vir: STA

                            Odkritje povezave med metabolizmom, oksidativnim stresom in celično smrtjo (foto: Kemijski inštitut) Kemijski inštitut

Raziskovalki Kemijskega inštituta Iva Hafner Bratkovič in Elvira Boršić sta sodelovali v raziskavi, ki je odkrila povezavo med metabolizmom, oksidativnim stresom in celično smrtjo. Študija, pod katero se je Hafner Bratkovič podpisala kot soprva avtorica, je plod sodelovanja z uglednimi tujimi ustanovami.

Vnetje je pomemben obrambni odziv na okužbe in poškodbe, vendar pa kronično vnetje pomembno prispeva k boleznim, kot so nevrodegenerativne bolezni, sladkorna bolezen in srčno-žilne bolezni. Med najbolj raziskanimi vnetnimi potmi, ki botrujejo vnetju, je zagotovo aktivacija inflamasoma, so sporočili s Kemijskega inštituta.

Aktivacija inflamasoma povzroči, da del beljakovine gasdermin D tvori pore v membrani celic. Takšna luknjasta celica pa se najprej napihne in nato poči, pri čemer sprosti v okolico celično vsebino. Gre za celično smrt, imenovano piroptoza. V boju z mikrobi, kot so znotrajcelične bakterije in virusi, je sicer lahko koristna, saj onemogoči njihovo razmnoževanje in opozori telo na nevarnost. Kadar pa je piroptoza prekomerna, je lahko zelo škodljiva, saj spodbuja nadaljnje vnetje.

Doslej je veljalo, da po nastanku toksičnega dela gasdermina D tvorbe por in s tem celične smrti ni mogoče nadzorovati. Raziskava, objavljena v ugledni znanstveni Cell, pa razkriva, da na tvorbo por pomembno vplivata osrednja metabolna pot mTORC1 in oksidativni stres, ki tvorbo por gasdermina D in celično smrt okrepi.

Do odkritja raziskovalci sicer niso prišli naključno, ampak so zasnovali presejalni test, s katerim so s tehnologijo CRISPR/Cas9 v celicah posamično onemogočili delovanje skoraj 20.000 genov in preverili, kateri geni oziroma njihovi produkti pomembno vplivajo na tvorbo por gasdermina D.

''Gre za po eni strani zelo koristen, po drugi strani pa izredno škodljiv celični proces, zato ga želimo razumeti karseda podrobno,'' pojasni soprva avtorica študije Iva Hafner Bratkovič s Kemijskega inštituta. ''Pokazali smo, da osrednja metabolna pot preko spodbujanja oksidativnega stresa ojača tvorbo por gasdermina D in celično smrt, antioksidativno delovanje pa piroptozo zavre. Delo tudi po objavi nadaljujemo, saj želimo pomen odkrite povezave in njen terapevtski potencial ovrednotiti v širšem okviru.''

Omenjena raziskava, pod katero sta se kot vodilna avtorja podpisala Charles Evavold in Jonathan Kagan iz Otroške bolnišnice v Bostonu in Medicinske fakultete Univerze Harvard, je tudi primer uspešnega sodelovanja raziskovalcev dveh celin. V raziskavi so sodelovali tudi Pascal Devant, Jasmin D'Andrea, Elsy M. Ngwa, John Doench, Martin LaFleur, Arlene Sharpe in Jay Thiagarajah.