Nowe badania: precyzyjna terapia świetlna powoduje śmierć komórek i reakcję układu odpornościowego

WarsawNaukowcy z Uniwersytetu Illinois w Urbana-Champaign odkryli nowy sposób na wykorzystanie światła do celowania w określone komórki. Ta metoda może pomóc w opracowaniu nowych terapii na raka i choroby zapalne.

Nekroptoza to rodzaj śmierci komórkowej, który pomaga organizmowi w walce z chorobami. W niektórych schorzeniach ten proces może działać nieprawidłowo. Na przykład komórki nowotworowe mogą unikać tej śmierci komórkowej, blokując określone sygnały. Tradycyjne terapie przeciwnowotworowe stosują chemikalia do niszczenia komórek, ale te środki mogą również uszkadzać otaczające tkanki i powodować skutki uboczne.

Główne wnioski z badania obejmują: użycie optogenetyki do uczynienia komórek wrażliwymi na światło, wprowadzenie do kultur komórek jelitowych genu aktywowanego światłem z roślin oraz powiązanie tego genu z białkiem RIPK3, które reguluje nekroptozę.

Naukowcy wprowadzili gen reagujący na światło z roślin do kultur komórek jelitowych. Połączyli ten gen z białkiem RIPK3, które kontroluje śmierć komórkową. Gdy komórki są narażone na działanie niebieskiego światła, światłoczułe białka łączą się, co powoduje, że RIPK3 tworzy skupiska, symulując proces aktywacji.

Zabicie komórki nie jest jedynym celem. Powodowanie nekropotozy sprawia, że układ odpornościowy zaczyna reagować. Gdy komórki się rozpadają, uwalniają substancje zwane cytokinami. Te substancje podrażniają pobliskie komórki i przyciągają limfocyty T. Limfocyty T są kluczowe w wyszukiwaniu i atakowaniu zagrożeń.

Zobacz również:

Dzisiaj · 07:58

Technologia ASR dla osób z chorobą Parkinsona zyskuje precyzję

„Komórki rakowe zazwyczaj osłabiają układ odpornościowy wokół siebie” - powiedział Zhang. „Naszym celem jest spowodowanie, by niektóre komórki rakowe umierały poprzez necroptozę, co pozwoli nam zmienić ten osłabiony stan odpornościowy i nauczyć komórki T atakować raka.”

Ta metoda wymaga skierowania światła bezpośrednio na tkanki. Na razie może być stosowana tylko na tkankach znajdujących się blisko skóry u ludzi. Naukowcy będą testować system na myszach, aby lepiej zrozumieć mechanizmy śmierci komórek oraz reakcję immunologiczną w przypadku nowotworów i innych chorób zapalnych. Chcą również sprawdzić, czy platforma może pomóc w trenowaniu komórek T do terapii immunologicznych.

Teak-Jung Oh, student studiów magisterskich i główny autor badania opublikowanego w Journal of Molecular Biology, podkreślił, że zrozumienie szlaku sygnalizacji komórkowej w procesie nektroptozy jest niezwykle istotne. Nektroptoza odgrywa rolę w chorobach takich jak choroby neurodegeneracyjne i nieswoiste zapalenia jelit. Wiedza na temat jej wpływu na te choroby jest kluczowa.

Prace te zostały wsparte przez Narodowy Instytut Ogólnych Nauk Medycznych, Narodowy Instytut Zdrowia Psychicznego, Narodową Fundację Nauki oraz Centrum Onkologii w Illinois. Zhang jest związany z Instytutem Beckmana na rzecz Zaawansowanej Nauki i Technologii w Illinois. Narodowe Instytuty Zdrowia również wsparły ten projekt finansowo, przyznając granty R01GM132438 i R01MH124827.