Гвожђе храни имуне ћелије - и то може погоршати астму

Вероватно сте чули да се гвожђе може добити једући спанаћ и бифтек. Можда знате и да је то есенцијални минерал у траговима који је главна компонента хемоглобина, протеина у црвеним крвним зрнцима који преноси кисеоник из плућа у све делове тела.

Мање позната важна функција гвожђа је његова улога у генерисању енергије за одређене имуне ћелије.

У недавно објављеној студији из наше лабораторије, открили смо да блокирање или ограничавање уласка гвожђа у имуне ћелије може потенцијално да побољша симптоме астме изазване алергеном напад.

Имуне ћелије којима је потребно гвожђе

Током напада астме, безопасни алергени активирају имуне ћелије у вашим плућима које се називају ИЛЦ2 (интринзичне лимфоидне ћелије типа 2). То доводи до њихове пролиферације и ослобађања великих количина цитокина – гласника које имуне ћелије користе за комуникацију, и изазива нежељену упалу. Резултат су симптоми као што су кашаљ и пискање, због којих се дисајни путеви осећају као да су компримовани.

Да бисмо проценили улогу гвожђа у функцији ИЛЦ2 у плућима, извели смо серију експеримената са ИЛЦ2 у лабораторији. Затим смо потврдили наше налазе код мишева са алергијском астмом и код пацијената са различитим степеном тежине астме.

Експериментални резултати

Прво, открили смо да ИЛЦ2 користе протеин који се зове трансферин рецептор 1 (ТфР1) да преузме гвожђе. Када смо блокирали овај протеин у време активације ИЛЦ2, ћелије нису могле да користе гвожђе и више нису могле да се размножавају и изазивају упалу ефикасно као раније.

Потом смо користили хемикалију звану келатор гвожђа да спречимо ИЛЦ2 да користи гвожђе. Хелатори гвожђа су слични супермагнетима за гвожђе и користе се медицински за лечење стања у којима има превише гвожђа у телу.

Када смо ИЛЦ2 лишили гвожђа помоћу хелатора, ћелије су биле принуђене да промене свој метаболизам и пређу на другачији начин производње енергије, слично промени спортског аутомобила у бицикл. Ћелије више нису биле тако ефикасне у изазивању упале у плућима.

Даље, ограничили смо ћелијско гвожђе код мишева са осетљивим дисајним путевима због активности ИЛЦ2. Ово смо урадили на три различита начина: инхибирањем ТфР1, додавањем хелатора гвожђа или изазивањем ниских нивоа укупног гвожђа коришћењем синтетичког протеина званог мини-хепцидин. Свака од ових метода помогла је да се смањи хиперреакција дисајних путева код мишева, што је заправо смањило тежину њихових симптома астме.

Коначно, проучавали смо ћелије пацијената са астмом. Приметили смо нешто занимљиво: што је више ТфР1 протеина на њиховим ИЛЦ2 ћелијама, то су били гори симптоми астме. Другим речима, гвожђе је играло велику улогу у тежини њихове астме. Блокада ТфР1 и третман келатором гвожђа смањили су пролиферацију ИЛЦ2 и производњу цитокина, што сугерише да су наши резултати код мишева применљиви на људске ћелије. То значи да можемо да преместимо ове резултате из лабораторије у клиничка испитивања што је пре могуће.

Терапија гвожђем за астму

Гвожђе је попут диригента оркестра и говори имуним ћелијама као што је ИЛЦ2 како да се понашају током напада астме. Без довољно гвожђа, ове ћелије не могу да изазову толико проблема, што би могло значити мање симптома астме.

Даље радимо на циљању имуних ћелија пацијента током напада астме. Ако можемо да смањимо количину гвожђа доступног ИЛЦ2 без смањења укупног нивоа гвожђа у телу, то би могло довести до нових терапија за астму које се баве основним узроком болести, а не само њеним симптомима. Доступни третмани могу контролисати симптоме како би одржали пацијенте у животу, али не лече болест. Терапије које се односе на гвожђе могу понудити боље решење за пацијенте са астмом.

Наше откриће се не односи само на астму. Ово би могло да промени игру за друге болести које укључују ИЛЦ2, као што су екцем и дијабетес типа 2. Ко би рекао да гвожђе може бити толико важно за ваш имуни систем?

Резултати рада су детаљно описани у чланку објављеном у часопису Тхе Цонверсатион.