Cum sunt distruse bacteriile de celulele sistemului imunitar | STUDIU

Prima strategie de aparare a sistemului imunitar impotriva bacteriilor o reprezinta macrofagele, celulele care se hranesc cu agentii patogeni pe care ii intalnesc in organism.

Dupa ce aceste celule inchid bacteriile in membrana lor intracelulara - un proces numit fagocitoza - celulele macrofage isi distrug prada utilizand un acid. Cu toate acestea, oamenii de stiinta nu au reusit sa inteleaga in totalitate modul in care are loc acest proces de eliberare a acizilor in interiorul celulelor macrofage.

In incercarea lor de a studia procesul sistematic prin intermediul caruia proteinele elibereaza substante chimice la nivelul membranelor celulare, oamenii de stiinta de la CeMM (Research Center for Molecular Medicine of the Austrian Academy of Sciences) au analizat rolul transportorului SLC4A7 in acest proces, descoperind informatii valoroase pentru o serie de afectiuni patologice, de la inflamatie la declansarea cancerului, informeaza sciencedaily.com.

Ce sunt celulele macrofage?

Printre numeroasele tipuri de celule ale sistemului imunitar care apara intreg organismul, macrofagele sunt primele care actioneaza atunci cand vine vorba despre lupta impotriva unei amenintari din exterior. 

Cu suprafata lor flexibila, acestea reusesc sa inghita fiecare microorganism sau particula ce ar putea fi daunatoare pentru sanatatea organismului. Procesul presupune inconjurarea acestora printr-o membrana intracelulara numita fagosom. 

Pentru a elimina orice urma de amenintare din partea acestora si pentru a ii descompune, interiorul fagosomului este un mediu acid. 

Aceasta parte a procesului de fagocitoza presupune anumite modificari metabolice ce au loc la nivelul celulelor macrofage, insa aceste procese nu cunoscute in intregime.

Scopul studiului celulelor macrofage

Echipa de cercetatori, condusa de Dr. Giulio Superti-Furga, directorul Centrului de Cercetare pentru Medicina Moleculara din cadrul Austrian Academy of Sciences, a analizat o proteina membrana, ce apartine clasei de substante dizolvate ce joaca un rol esential in desfasurarea procesului de fagocitoza si acidifiere a fagosomilor.

Rezultatele analizei lor au fost publicate recent in revista de specialitate "Cell Host & Microbe."

Ce sunt proteinele SLC?

Proteinele SLC (Solute carrier transporters) reprezinta cel mai mare grup de proteine transportoare responsabile pentru miscarea moleculelor chimice la nivelul membranelor celulare.

In ce a constat studiul

Intrucat procesul de fagocitoza necesita schimbul de ioni si substante nutritive, oamenii de stiinta condusi de Dr. Superti-Furga au emis ipoteza conform careia proteinele SLC sunt esentiale pentru ca macrofagele sa treaca prin aceste procese.

Pentru a testa aceasta ipoteza, cercetatorii au condus un experiment in cadrul caruia au analizat celule editate genetic prin intermediul tehnologiei CRISPR/Cas9.

Aceste celule, fiecare purtand o singura gena SLC editata genetic pentru a fi nefunctionala, au fost testate pe tot procesul fagocitozei.

In mod curios, dintre toate genele SLC, SLC4A7 - un transportor de bicarbonat de sodiu - a fost singurul care s-a dovedit esential pentru ca macrofagele sa treaca prin acest proces de fagocitoza si acidifiere.

Experimentul a scos la iveala faptul ca celulele nefunctionale SLC4A7 nu au putut sa isi aciduleze fagosomii si, prin urmare, au avut o capacitate scazuta de a ucide bacteriile.

Dupa identificarea primului lor candidat, SLC4A7, oamenii de stiinta au colaborat cu cercetatorii de la Universitatea din Geneva pentru a analiza in continuare mecanismul ce provoaca acidifierea a fagosomului.

"SLC4A7 este localizat pe suprafata macrofagelor, ceea ce arata ca acesta este un element necesar pentru importarea bicarbonatului din mediu in citoplasma celulara. Importul de bicarbonat la nivelul celulei SLC4A7 este esential pentru reducerea pH-ului celular in timpul procesului de fagocitoza. Daca SLC4A7 este nefunctional, activarea macrofagelor conduce la acumularea de protoni la nivelul citoplasmei lor, ceea ce inhiba acidifierea fagosomilor," explica Dr. Giulio Superti-Furga.

Rezultatele studiului de fata ne ofera noi perspective fundamentale pentru intelegerea functionarii la nivel molecular a uneia dintre cele mai importante celule ale sistemului imunitar; intrucat fagocitoza joaca un rol central in diferite boli patologice, de la o simpla inflamatie si pana la cancer, conchid autorii studiului.