Dzelzs baro imūnās šūnas — un tas var pasliktināt astmu

Jūs droši vien esat dzirdējuši, ka dzelzi var iegūt, ēdot spinātus un steiku. Varat arī zināt, ka tas ir būtisks mikroelements, kas ir galvenā hemoglobīna sastāvdaļa — sarkano asins šūnu proteīns, kas transportē skābekli no plaušām uz visām ķermeņa daļām.

Mazāk zināma svarīga dzelzs funkcija ir tās loma enerģijas ģenerēšanā noteiktām imūnsistēmām.

Kā nesen publicētā pētījumā no mūsu laboratorijas mēs atklājām, ka dzelzs iekļūšanas imūnās šūnās bloķēšana vai ierobežošana varētu uzlabot alergēnu izraisītas astmas simptomus. Uzbrukums.

Imūnās šūnas, kurām nepieciešams dzelzs

Astmas lēkmes laikā nekaitīgi alergēni aktivizē imūnās šūnas jūsu plaušās, ko sauc par ILC2 (2. Tipa iekšējās limfoīdās šūnas). Tas noved pie to proliferācijas un liela daudzuma citokīnu izdalīšanās - vēstnešu, ko imūnās šūnas izmanto, lai sazinātos, un izraisa nevēlamu iekaisumu. Tā rezultātā rodas tādi simptomi kā klepus un sēkšana, kas liek elpceļiem justies kā saspiestiem.

Lai novērtētu dzelzs lomu ILC2 funkcijā plaušās, mēs laboratorijā veicām virkni eksperimentu ar ILC2. Pēc tam mēs apstiprinājām savus atklājumus pelēm ar alerģisku astmu un pacientiem ar dažādas astmas smaguma pakāpes.

Eksperimentālie rezultāti

Vispirms mēs atklājām, ka ILC2 izmanto proteīnu, ko sauc par transferīna receptoru 1 (TfR1), lai uzņemtu dzelzi. Kad mēs bloķējām šo proteīnu ILC2 aktivizācijas laikā, šūnas nespēja izmantot dzelzi un vairs nespēja vairoties un izraisīt iekaisumu tikpat efektīvi kā iepriekš.

Pēc tam mēs izmantojām ķīmisku vielu, ko sauc par dzelzs helātu veidotāju, lai neļautu ILC2 izmantot dzelzi. Dzelzs helātu veidotāji ir līdzīgi dzelzs supermagnētiem, un tos medicīniski izmanto, lai pārvaldītu apstākļus, kuros organismā ir pārāk daudz dzelzs.

Kad, izmantojot helātu, mēs atņēmām ILC2s no dzelzs, šūnas bija spiestas mainīt vielmaiņu un pārslēgties uz citu enerģijas ražošanas veidu, līdzīgi kā sporta automašīnu nomainot pret velosipēdu. Šūnas vairs nebija tik efektīvas, lai izraisītu iekaisumu plaušās.

Pēc tam mēs ierobežojām šūnu dzelzi pelēm ar jutīgiem elpceļiem ILC2 aktivitātes dēļ. Mēs to izdarījām trīs dažādos veidos: inhibējot TfR1, pievienojot dzelzs helātu vai inducējot zemu kopējo dzelzs līmeni, izmantojot sintētisko proteīnu, ko sauc par mini-hepcidīnu. Katra no šīm metodēm palīdzēja samazināt elpceļu hiperreaktivitāti pelēm, kas faktiski samazināja astmas simptomu smagumu.

Visbeidzot mēs pētījām astmas pacientu šūnas. Mēs pamanījām kaut ko interesantu: jo vairāk TfR1 proteīna uz viņu ILC2 šūnām, jo sliktāki bija viņu astmas simptomi. Citiem vārdiem sakot, dzelzs spēlēja lielu lomu viņu astmas smagumā. TfR1 blokāde un ārstēšana ar dzelzs helātu samazināja ILC2 proliferāciju un citokīnu veidošanos, kas liecina, ka mūsu rezultāti pelēm ir piemērojami cilvēka šūnām. Tas nozīmē, ka mēs varam pēc iespējas ātrāk pārvietot šos rezultātus no laboratorijas uz klīniskajiem pētījumiem.

Dzelzs terapija astmas ārstēšanai

Dzelzs ir kā orķestra diriģents, kas norāda imūnsistēmas šūnām, piemēram, ILC2, kā rīkoties astmas lēkmes laikā. Ja nav pietiekami daudz dzelzs, šīs šūnas nevar radīt tik daudz problēmu, kas varētu nozīmēt mazāk astmas simptomu.

Tālāk mēs strādājam pie pacienta imūno šūnu mērķēšanas astmas lēkmes laikā. Ja mēs varam samazināt ILC2 pieejamā dzelzs daudzumu, nesamazinot kopējo dzelzs līmeni organismā, tas varētu radīt jaunas astmas terapijas, kas risina slimības cēloni, nevis tikai tās simptomus. Pieejamās ārstēšanas metodes var kontrolēt simptomus, lai saglabātu pacientu dzīvību, bet tie neārstē slimību. Ar dzelzi saistītas terapijas var piedāvāt labāku risinājumu astmas pacientiem.

Mūsu atklājums attiecas ne tikai uz astmu. Tas varētu mainīt spēli citām slimībām, kas saistītas ar ILC2, piemēram, ekzēmu un 2. Tipa diabētu. Kurš būtu domājis, ka dzelzs var būt tik svarīga jūsu imūnsistēmai?

Darba rezultāti ir detalizēti aprakstīti rakstā, kas publicēts žurnālā The Conversation.