Споделете тази страница

Професионалните хранителни клетки в тялото се накланят върху мъртвите клетки в тялото, но губят апетита си, когато не могат да разделят митохондриите си, установиха изследователи от Медицинския център на Колумбийския университет. Новите открития могат да помогнат на изследователите да подобрят апетита на ядещите клетки, които играят критична роля при такива хронични заболявания като сърдечни заболявания, лупус и хронични белодробни заболявания.

критична

Всяка секунда в човешкото тяло 1 милион клетки в човешкото тяло умират и се поглъщат от други клетки. Мъртвите клетки трябва да бъдат изчистени, преди да изтекат съдържанието си и да причинят възпаление и увреждане на тъканите.

Консумирането на 1 милион мъртви клетки всяка секунда е невероятна задача и една от основните задачи на клетките, наречени макрофаги (на гръцки за „великоядците“). Макрофагите могат да ядат - без спиране - до 70 мъртви клетки на ден. „Това би било като човек да яде 20 пържоли за вечеря и след това да изяде още 20 пържоли половин час по-късно“, казва д-р Ира Табас, професор по медицина, клетъчна биология и физиология в Колумбия.

Но как точно макрофагите успяват да освободят място за толкова много мъртви клетки с такава скорост - както и защо процесът понякога се обърква и причинява заболявания - преди това е било загадка за учените.

В изданието на Cell от 5 октомври д-р Табас и колеги съобщават, че склонните към макрофаги използват своите митохондрии - структури, които действат като енергийна сила за клетката - за промяна на начина на освобождаване на калция в макрофага. Тази промяна в освобождаването на калций води до разширяване на повърхността на макрофага, което я прави достатъчно голяма, за да се увие около мъртва клетка и да я погълне.

За пръв път изследователите забелязват ролята на митохондриите, когато наблюдават как макрофагите изчистват мъртвите клетки в чашка на Петри. С изяждането на макрофагите митохондриите в макрофагите стават по-къси - процес, известен като митохондриално делене. „Смятахме, че това трябва да е по някакъв начин критично за ефероцитозата [научното наименование за консумация на мъртви клетки]“, каза д-р Табас. "Така че трябваше да намерим механизма за това митохондриално делене и да го заглушим и да видим дали това е променило способността на макрофагите да консумират мъртви клетки."

Екипът на д-р Табас установява, че митохондриалният делещ протеин, наречен Drp1, е причината за съкратените митохондрии в макрофагите, които ядат мъртви клетки, и те създават макрофаги, които нямат този протеин. Митохондриите в тези клетки не се подлагат на делене и не са в състояние да извършат нормална ефероцитоза. „Макрофагите не бяха в състояние да изчистят ефективно повече от една мъртва клетка наведнъж“, каза д-р Табас. „Тогава знаехме, че митохондриалното делене трябва да е от решаващо значение за даването на възможност на макрофагите да ядат множество клетки.

Митохондриалното делене прави възможна ефероцитозата, установяват изследователите, като променя потока на калций в макрофага. Калцият е сигнализиращ агент в клетките; по време на митохондриално делене, той сигнализира на макрофага, че е необходима повече клетъчна мембрана, за да може макрофагът да се увие и да консумира мъртва клетка. „Този ​​процес трябва да продължава да се случва, за да може макрофагът постоянно да има достатъчно нова мембрана на клетъчната повърхност, за да може много бързо да изяде втора мъртва клетка“, казва д-р Табас. „Това е ключът.“

Атеросклерозата, най-честата причина за инфаркти и инсулт, е пример за заболяване, при което всичко, което нарушава ефероцитозата, може да бъде опустошително и изследователите установиха, че атеросклерозата се влошава при мишки, когато митохондриалното делене е спряно. Без деление, макрофагите в артериите са дефектни в ефероцитозата и има натрупване на мъртви клетки и възпаление, всички характеристики на лезиите, които причиняват инфаркти.

„Като се възползваме от това, което научихме от този нов път, се надяваме, че в крайна сметка ще успеем да препрограмираме макрофагите, за да имаме по-добра ефероцитоза“, казва д-р Табас. „И това може да промени играта за лечение и профилактика на заболявания като атеросклероза, лупус и дори хронично белодробно заболяване.

Теми

Препратки

Други автори са Ying Wang (CUMC), Manikandan Subramanian (CUMC и CSIR-Институт по геномика и интегративна биология, Ню Делхи, Индия), Arif Yurdagul Jr. (CUMC), Valéria C. Barbosa-Lorenzi (Weill Cornell Medical College), Bishuang Cai (CUMC), Jaime de Juan-Sanz (Медицински колеж Weill Cornell), Timothy A. Ryan (Медицински колеж Weill Cornell), Masatoshi Nomura (University of Kyushu, Япония), Frederick R. Maxfield (Medical College Weill Cornell).

Изследването е финансирано от NIH (субсидии 5P30DK063608, S10OD020056, T32HL007343-28, R37NS036942, R01HL093324, R01HL075662, R01HL127464, R01HL132412); Безвъзмездна помощ за докторантско обучение на Американската сърдечна асоциация 11PRE7450075; стипендия за стипендия на Американска асоциация за сърдечни заболявания; и KAKENHI предоставят 26461383 от Японското общество за насърчаване на науката.

Изследователите съобщават за липса на финансов или друг конфликт на интереси.