Marcin Kawa, 2005-07-05
Naukowcy z Uniwersytety Berkeley odkryli jak uszkodzenia komórkowego DNA włączają łańcuch reakcji, który prowadzi do wzrostu syntezy markera rozpoznawanego przez układ immunologiczny organizmu.
Odkrycie równocześnie jest odpowiedzią na stare pytanie, jak limfocyty NK (natural killer cells), zdolne do niszczenia komórek nowotworowych, potrafią je odróżniać od komórek zdrowych.
"Nasze badanie jest pierwszym pokazującym, że istnieją mechanizmy w organizmie, w ukladzie immunologicznym umożliwiające identyfikację komórek rakowych" - powiedział Stephan Gasser, autor badania.
Badanie wyjaśnia, że system immunologiczny będąc zaprojektowany do rozpoznawania i atakowania wszelkich obcych ciał, staje przed szczególnym wyzwaniem w przypadku komórek nowotworowych, gdyż te są jeszcze własnymi komórkami ciała, aczkolwiek posiadają zmieniony genom.
"Wielu naukowców kwestionuje znaczenie układu odpornościowego w powstrzymywaniu rozwoju raka" - powiedział David H. Raulet, drugi autor. "Nasze badanie wskazuje że układ immunologiczny odgrywa znaczącą rolę".
Badacze działali na hodowle komórkowe komórek nabłonkowych jajnika i fibroblastów myszy zespołem szkodliwych czynników, m.in. wysoką temperaturę, zmianami pH, pozbawieniem tlenu i głodzeniem. Następnie zaobserwowali, że w komórki z uszkodzonym DNA, a dokładnie z wywołanymi w wyniku tego szlakiem (the DNA damage pathway) syntetyzowały więcej specjalnych białek, umieszczanych na powierzchni komórki. Te "ligandy" są specyficzne do receptorów NKG2D występujących na powierzchni limfocytów NK (natural killer cells) i są używane do oznaczania uszkodzonych komórek do zniszczenia. Występuje ich kilka typów, najbardziej znany jest nazwany Rae1.
Wcześniejsze badania pokazywały, że szlak związany uszkodzeniami DNA jest aktywowany w czasie stadium przedrakowych uszkodzeń, jak i w wielu już zaawansowanych guzach. Wiadome było, że w momencie rozpoznania uszkodzenia materiału genetycznego cykl komórkowy jest zatrzymywany, aby dać czas komórce na naprawą DNA przed replikacją. Jeżeli jednak uszkodzenia są zbyt poważne, aby komórka mogła je naprawić sama, może ona ulec samobójczej śmierci, zwanej apoptozą.
"To wszystko dzieje się autonomiczne w komórce" - powiedział David H. Raulet. "Odkryciem w naszym badanie jest to to, że komórki z uszkodzonym DNA mogą też włączać inne komórki do walki, wywołując mechanizm, który zasygnalizuje innym komórkom - szczególnie limfocytom NK - aby ruszyły do ataku. To mogłoby być kolejnym sposobem, wykorzystywanym przez organizm do niszczenia komórek rakowych."
Interesujące jest to, że receptor NKG2D został też znaleziony na powierzchni limfocytów T CD8+, komórki układu odpornościowego odpowiedzialne za długoterminową pamięć immunologiczną. Komórki te są w gotowe do rozpoznania i zniszczenia np. infekcji wirusowych, zanim wirus zdąży się rozprzestrzenić.
"Nie mamy bezpośrednich informacji o roli uszkodzenia DNA w regulacji odpowiedzi immunologicznej na infekcje chorobowe, ale wysoce prawdopodobne, że przyczynia się do tego ekspresja liganda dla receptora NKG2D" - powiedział David H. Raulet. "Możliwe, że ligand Rae1 także pomaga w uruchamianiu odpowiedzi limfocytom T, odpowiedzialnym za długoterminową pamięć immunologiczną".
Źródło: University of California - Berkeley