Żelazo zasila komórki odpornościowe i może pogorszyć astmę
Ostatnia recenzja: 14.06.2024
Cała zawartość iLive jest sprawdzana medycznie lub sprawdzana pod względem faktycznym, aby zapewnić jak największą dokładność faktyczną.
Mamy ścisłe wytyczne dotyczące pozyskiwania i tylko linki do renomowanych serwisów medialnych, akademickich instytucji badawczych i, o ile to możliwe, recenzowanych badań medycznych. Zauważ, że liczby w nawiasach ([1], [2] itd.) Są linkami do tych badań, które można kliknąć.
Jeśli uważasz, że któraś z naszych treści jest niedokładna, nieaktualna lub w inny sposób wątpliwa, wybierz ją i naciśnij Ctrl + Enter.
Prawdopodobnie słyszałeś, że możesz pozyskać żelazo, jedząc szpinak i stek. Być może wiesz również, że jest to niezbędny pierwiastek śladowy, który jest głównym składnikiem hemoglobiny – białka znajdującego się w czerwonych krwinkach, które przenosi tlen z płuc do wszystkich części ciała.
Mniej znaną, ważną funkcją żelaza jest jego rola w wytwarzaniu energii dla niektórych komórek odpornościowych.
W niedawno opublikowanym badaniu przeprowadzonym w naszym laboratorium odkryliśmy, że blokowanie lub ograniczanie napływu żelaza do komórek odpornościowych może potencjalnie złagodzić objawy astmy wywołanej alergenem atak.
Komórki odpornościowe potrzebujące żelaza
Podczas ataku astmy nieszkodliwe alergeny aktywują komórki odpornościowe w płucach zwane ILC2 (wewnętrzne komórki limfoidalne typu 2). Prowadzi to do ich proliferacji i uwalniania dużych ilości cytokin – przekaźników, za pomocą których komórki odpornościowe komunikują się, i powoduje niepożądany stan zapalny. Rezultatem są takie objawy, jak kaszel i świszczący oddech, które powodują wrażenie ucisku dróg oddechowych.
Aby ocenić rolę żelaza w funkcjonowaniu ILC2 w płucach, przeprowadziliśmy serię eksperymentów z ILC2 w laboratorium. Następnie potwierdziliśmy nasze ustalenia na myszach z astmą alergiczną i u pacjentów z astmą o różnym stopniu nasilenia.
Wyniki eksperymentów
Po pierwsze, odkryliśmy, że ILC2 wykorzystują białko zwane receptorem transferyny 1 (TfR1) do wychwytywania żelaza. Gdy zablokowaliśmy to białko w momencie aktywacji ILC2, komórki nie były w stanie wykorzystywać żelaza i nie były już w stanie proliferować i wywoływać stanu zapalnego tak skutecznie jak wcześniej.
Następnie użyliśmy substancji chemicznej zwanej chelatorem żelaza, aby zapobiec wykorzystaniu żelaza przez ILC2. Chelatory żelaza są podobne do supermagnesów dla żelaza i są stosowane w medycynie w celu leczenia stanów, w których w organizmie jest zbyt dużo żelaza.
Gdy pozbawiliśmy ILC2 żelaza za pomocą chelatora, komórki zostały zmuszone do zmiany metabolizmu i przejścia na inny tryb produkcji energii, podobnie jak zmiana samochodu sportowego na rower. Komórki nie były już tak skuteczne w wywoływaniu stanu zapalnego w płucach.
Następnie ograniczyliśmy żelazo komórkowe u myszy z wrażliwymi drogami oddechowymi z powodu aktywności ILC2. Zrobiliśmy to na trzy różne sposoby: hamując TfR1, dodając chelator żelaza lub indukując niskie całkowite poziomy żelaza za pomocą syntetycznego białka zwanego mini-hepcydyną. Każda z tych metod pomogła zmniejszyć nadreaktywność dróg oddechowych u myszy, co faktycznie zmniejszyło nasilenie objawów astmy.
Na koniec zbadaliśmy komórki od pacjentów z astmą. Zauważyliśmy coś interesującego: im więcej białka TfR1 na ich komórkach ILC2, tym gorsze były ich objawy astmy. Innymi słowy, żelazo odegrało dużą rolę w nasileniu ich astmy. Blokada TfR1 i leczenie chelatorem żelaza zmniejszyły proliferację ILC2 i produkcję cytokin, co sugeruje, że nasze wyniki na myszach można odnieść do komórek ludzkich. Oznacza to, że możemy przenieść te wyniki z laboratorium do badań klinicznych tak szybko, jak to możliwe.
Terapia żelazem w astmie
Żelazo jest jak dyrygent orkiestry, który mówi komórkom odpornościowym, takim jak ILC2, jak zachowywać się podczas ataku astmy. Bez wystarczającej ilości żelaza komórki te nie mogą powodować tak wielu problemów, co może oznaczać mniej objawów astmy.
Następnie pracujemy nad ukierunkowaniem na komórki odpornościowe pacjenta podczas ataku astmy. Jeśli uda nam się zmniejszyć ilość żelaza dostępnego dla ILC2 bez obniżania ogólnego poziomu żelaza w organizmie, może to doprowadzić do nowych terapii astmy, które zajmą się podstawową przyczyną choroby, a nie tylko jej objawami. Dostępne metody leczenia mogą kontrolować objawy, aby utrzymać pacjentów przy życiu, ale nie leczą choroby. Terapie związane z żelazem mogą oferować lepsze rozwiązanie dla pacjentów z astmą.
Nasze odkrycie dotyczy nie tylko astmy. Może to być przełomowe rozwiązanie w przypadku innych chorób, w które zaangażowane są ILC2, takich jak egzema i cukrzyca typu 2. Kto by pomyślał, że żelazo może być tak ważne dla układu odpornościowego?
Wyniki badań zostały szczegółowo opisane w artykule opublikowanym w czasopiśmie The Conversation.