Cum folosește sistemul imunitar haosul pentru a preveni bolile
Noi cercetări, care apar în revistă Comunicări despre natură, dezvăluie un nou mecanism care se joacă în funcția celulară. Schimbările haotice ale concentrațiilor de proteine ajută la menținerea sistemului imunitar alert și funcțional, prevenind bolile cronice, cum ar fi cancerul și diabetul.
Cercetările moderne au dezgropat multe dintre mecanismele defecte care se joacă în cancer, totuși știința a mai rămas de descoperit.
La nivel celular, unele dintre aceste mecanisme se învârt în jurul a ceea ce experții medicali numesc căi de semnalizare. Căile de semnalizare celulară reglează creșterea, supraviețuirea și proliferarea celulelor.
În cancer, unele proteine de semnalizare sunt hiperactive, ducând la creșterea și proliferarea celulelor tumorale, în timp ce altele - care ar acționa în mod normal ca supresoare tumorale - nu funcționează corect.
Înțelegerea dinamicii care se joacă în interiorul celulelor este, prin urmare, cheia pentru prevenirea și depășirea cancerului și a multor alte boli cronice.
Cercetări noi ar fi putut deschide un nou drum în acest sens, deoarece trei oameni de știință au descoperit un nou mecanism de reglare a celulelor: haosul.
Cercetătorul doctor Mathias Heltberg și profesorul Mogens Høgh Jensen - ambii de la Institutul Niels Bohr de la Universitatea din Copenhaga din Danemarca, împreună cu Sandeep Krishna de la Centrul Național pentru Științe Biologice din Bangalore, India, și-au propus să investigheze modul în care o anumită proteină stimulează gena activitate.
Oamenii de știință au descoperit că dinamica haotică este răspunsul. Proteina pe care au studiat-o este factorul nuclear-κB (NF-kB).
NF-kB este esențial pentru menținerea sistemului imunitar al corpului alert și funcțional. Deci, descoperirile pot ajuta la prevenirea mai mult decât cancerul: diabetul și boala Alzheimer ar putea fi, de asemenea, ținte dacă cercetătorii înțeleg mai bine cum funcționează apărarea naturală a corpului.
Haosul este esențial pentru răspunsul imun
NF-kB este un factor de transcripție care este esențial atât pentru funcțiile imune înnăscute, cât și pentru funcțiile imune adaptive și, de asemenea, mediază răspunsurile inflamatorii. Drept urmare, nivelurile sale din corp fluctuează în timp, afectând funcția genelor și a celulelor.
Studii recente au arătat că semnalizarea NF-kB joacă, de asemenea, un rol crucial în cancer, oferind legătura dintre dezvoltarea cancerului și inflamație.
În studiul actual, prof. Jensen și colegii săi au folosit calcule matematice și experimente de laborator pentru a arăta că urcușurile și coborârile haotice în concentrațiile de NF-kB activează gene care altfel ar rămâne tăcute.
Proteina NF-kB trebuie să fie într-o stare haotică pentru a activa genele potrivite care permit un răspuns imun optim, a arătat studiul.
Până acum, cercetătorii credeau că toate organismele vii evita dinamica haotică. Dar noul studiu contestă această credință, deoarece cercetătorii arată că oscilațiile haotice ale concentrațiilor de proteine sunt esențiale pentru activarea genelor cheie.
„Haosul este o dinamică matematic bine definită, una care, de exemplu, a fost folosită anterior pentru a explica schimbări mari în sistemele meteorologice”, explică prof. Jensen.
„Cu complexitatea enormă care caracterizează viețuitoarele de ordin superior, este evident că dinamica haotică va apărea în diferite tipuri de sisteme. Dar modul în care haosul joacă un rol decisiv în celulele vii este cu totul nou ”, adaugă cercetătorul.
Implicații pentru diabet, cancer, Alzheimer
Cercetătorii observă, de asemenea, implicațiile terapeutice ale descoperirilor. Noile medicamente, spune Heltberg, coautorul studiului, ar putea „asigura funcționarea corectă a proteinelor”.
Terapiile ar putea implica, de asemenea, retragerea și testarea celulelor dintr-un corp pentru a evalua dacă celulele sunt în starea potrivită pentru a avea leagăne corecte, continuă Heltberg.
„Dacă nu sunt, este posibil să se prevadă și să descopere boli înainte ca acestea să apară”.
Prof. Jensen este de acord:
Rezultatele pot avea un impact extraordinar asupra înțelegerii noastre a modului în care funcționează sistemul imunitar și a modului în care ar putea fi evitată incidența unora dintre cele mai grave boli, inclusiv diabetul, cancerul și Alzheimer.
Prof. Mogens Høgh Jensen
