محققان یک فرآیند سلولی را کشف کردند که منجر به التهاب می شود

محققان Cedars-Sinai چندین مرحله را در یک فرآیند سلولی که مسئول تحریک یکی از پاسخ‌های التهابی مهم بدن است، شناسایی کرده‌اند. یافته های آنها در مجله منتشر شده است علم ایمونولوژی، امکاناتی را برای تعدیل نوع التهاب مرتبط با چندین عفونت و بیماری های التهابی باز می کند.

به طور خاص، محققان درک مراحلی را که منجر به تولید IL-1 بتا، یک سیگنال پروتئین التهابی قوی که در طی بسیاری از پاسخ‌های التهابی آزاد می‌شود، بهبود بخشیده‌اند.

آندریا ولف، دکترای دکتر، استادیار علوم زیست پزشکی و پزشکی در Cedars-Sinai، و نویسنده ارشد و مسئول مرتبط، گفت: «ما اکنون درک روشن‌تری از فرآیند گام‌به‌گامی داریم که به تولید IL-1 بتا منجر می‌شود. در مورد مطالعه جدید با درک این فرآیند، امیدواریم روزی بتوانیم درمانی برای بیماری های مرتبط با این پاسخ التهابی پیدا کنیم.

هنگامی که سیستم ایمنی ذاتی – سیستم دفاعی که ما با آن متولد شده ایم – یک باکتری، ویروس یا دیگر مهاجم خارجی بالقوه مضر را شناسایی می کند، گلبول های سفید خون را آزاد می کند تا عامل خارجی را احاطه کرده و به آن حمله کند. این می تواند باعث تورم، قرمزی، گرما و درد در بافت های بدن شود که در یک بدن سالم سرانجام از بین می روند.

با این حال، برخی از افراد در مرحله التهاب گیر می کنند. این باعث ایجاد التهاب مزمن می شود. التهاب مزمن می تواند به سلول های سالم بدن آسیب برساند و تصور می شود که منجر به شرایط جدی مانند دیابت نوع 2، بیماری قلبی و افسردگی شود.

دکتر دیوید آندرهیل، رئیس دپارتمان علوم زیست پزشکی و کرسی خانواده جنیس و ویلیام وتسمن در بیماری های التهابی روده، گفت: «التهاب در بسیاری از موارد برای یک سیستم ایمنی و بدن سالم حیاتی است. همچنین یک نویسنده ارشد و مسئول در این مطالعه. با این حال، التهاب طولانی‌مدت می‌تواند بدن را ویران کند. این امر بر اهمیت درک فرآیند سلولی چگونگی فعال شدن التهاب تاکید می‌کند تا بتوانیم به سمت یافتن درمان‌های جدید برای مهار التهاب مزمن کار کنیم.

این مطالعه ادامه تحقیقات Cedars-Sinai است که در سال 2016 منتشر شد و توضیح می دهد که سلول ها چگونه برای تشخیص عفونت عمل می کنند. در آن مطالعه، محققان کشف کردند که آنزیمی به نام هگزوکیناز، که معمولاً توسط سلول‌ها برای تبدیل گلوکز به انرژی استفاده می‌شود، دومین عملکرد التهابی دارد. آنها کشف کردند که هگزوکیناز به قندی از دیواره سلولی باکتری متصل می شود و التهابات را فعال می کند و منجر به تولید IL-1 بتا می شود. Inflammasomes گیرنده های سیستم ایمنی ذاتی هستند که میکروب ها و آسیب بافت را تشخیص می دهند. کار فعلی تصویر کامل تری از این فرآیند ارائه می دهد.

محققان دریافتند که هگزوکیناز از میتوکندری، بخشی از سلول که انرژی تولید می کند، خارج می شود. این جهش یک پاسخ ایمنی را شروع می کند: انتشار هگزوکیناز میتوکندری را بی ثبات می کند و به سلول هشدار می دهد که چیزی اشتباه است. این منجر به خوشه‌بندی کانالی به نام VDAC در غشای میتوکندری می‌شود که با پروتئین دیگری به نام NLRP3 برای شروع تجمع التهابی در تعامل است. سپس التهاب‌ها IL-1 بتا تولید می‌کنند که محرک التهاب است.

محققان سلول هایی را که از موش های آزمایشگاهی مشتق شده بودند برای درک مراحل دخیل در مسیر IL-1 بتا مورد مطالعه قرار دادند. این تیم از موادی به نام مهارکننده‌ها استفاده کردند که عملکرد سلولی و همچنین فناوری ویرایش ژن را مسدود می‌کنند تا ژن‌های خاص و پروتئین‌هایی را که بیان می‌کنند خاموش کنند. این به آنها اجازه داد تا بفهمند کدام پروتئین برای تحریک التهاب حیاتی است.

دکتر سانگ هون بایک، دانشمند فوق دکترای Cedars-Sinai، از میکروسکوپ با وضوح فوق العاده که بخشی از بانک زیستی Cedars-Sinai و منبع آسیب شناسی تحقیقاتی است برای تجسم و اندازه گیری مراحل این فرآیند التهابی در سلول های فردی استفاده کرد.

ولف گفت: “توانایی هدف گذاری مراحل خاص در این مسیر حیاتی است، زیرا اجزای این مسیر علاوه بر اهمیت برای التهاب، در حفظ انرژی درون سلول نیز نقش حیاتی دارند.” ما می‌خواهیم نقش التهابی آن را به رسمیت بشناسیم، نه اینکه همه آن را خاموش کنیم، زیرا این برای سلول مضر است.»

محققان به مطالعه مراحل سلولی منتهی به نقش هگزوکیناز در فعال شدن التهاب‌ها ادامه می‌دهند. آنها همچنین از نتایج این مطالعه برای شروع به هدف قرار دادن این مسیر التهابی در بیماری های مختلف استفاده می کنند.