Náš imunitní systém nás chrání tím, že zavazuje naše buňky k umření

Některé z našich největších hrozeb mohou přicházet v nejmenších formách – viry a bakterií. Naštěstí jsme se narodili s vestavěným obranným systémem, naším vrozeným imunitním systémem, který nás chrání v naší mládí, ale může se proti nám obrátit, jak stárneme. Nový výzkum Stowers Institute for Medical Research odhaluje, proč tento kompromis existuje, a identifikuje společný zdroj energie, který řídí mnoho odpovědí imunitního systému na patogeny. Zjištění mohou potenciálně vést k novým způsobům boje proti zánětu a onemocněním spojeným se stárnutím, jako je Alzheimerova choroba, Parkinsonova a rakovina.

Z laboratoře přidruženého vyšetřovatele Randal Halfmann, Ph.D., studie Publikováno v elife 16. září 2025 odhalil společný proces, který pohání tvorbu strukturovaných proteinových útvarů, které se sestavují jako 3D hádanka. Tyto proteinové „hádanky“ pomáhají infikovaným buňkám amplifikovat invazní signály a ničit se, spustili se zánět To omezuje šíření infekce.

„Stejně jako úder zápasu k vytvoření plamene, naše Imunitní buňkykteré se nacházejí v celém těle, musí při setkání s malým stimulem jako jediná molekula virové DNA podléhat velké a nevratné reakci, “řekl Halfmann.

„Specifické proteiny v těchto buňkách, které se mohou rychle sestavit, jsou tvůrci rozhodnutí o smrti a proces jejich sestavení je rozhodnutím, že buňka zemře. Začínáme si myslet, že to může být jeden ze základních mechanismů, proč stárneme.“

Charakteristickým znakem těchto proteinů s úmrtím je „doména smrti složení“ v jejich sekvenci, která má schopnost sestavit pevně k sobě, ale tak komplikovaným způsobem, že se téměř nikdy nikdy nehrozila. Kus bakterií nebo viru, který se dostane do buňky, poskytuje šablonu pro zahájení sestavy.

„V našich buňkách je vždy k dispozici více než dost těchto proteinů, což umožňuje buňce rychle reagovat na hrozbu,“ řekl Alex Rodríguez Gama, Ph.D., bývalý predoktorální výzkumný pracovník v laboratoři Halfmann a vedoucí autor ve studii. „Tento proteinový přepsání nebo„ supersaturace “je ekvivalentem biologie baterie a ukládá energii, dokud není nutné posílit signál, který varuje tělo invazí, aktivuje imunitní odpověď a zánět.“

Naše buňky obsahují mnoho různých proteinových hádanek, které se mohou sestavit, když jsou detekovány různé patogeny. Na základě jejich předchozí práce Na jedné takové proteinové sestavě výzkumný tým spekuloval, že proteiny s úmrtím mohou fungovat širší jako energetické obchody, aby řídily vlastní sestavu, což by jinak trvalo hodně buněčné energie. Testovali svou hypotézu analýzou více než 100 lidských proteinů s úmrtími složenými doménami pomocí nejmenších testovací trubice—Vykvělé kvasinky-a identifikovaly podmnožinu s touto vlastností podobnou baterii.

„Mikroskopický signál může využít skladování energie baterie, aby se náhle vytvořil velmi stabilní sestavu proteinů a bojoval s infekcí,“ řekl Rodríguez Gama.

Zatímco přebytek proteinů je přínosem pro rychlé boje proti infekci, nový výzkum odhaluje významný důsledek. Někdy se tyto sestavy tvoří samy o sobě, bez invazního signálu, jednoduše kvůli náhodným molekulárním fluktuacím.

„Jak stárneme, je nevyhnutelné, že protein domény smrti složit v buňce – pokud tato buňka žije dostatečně dlouho – nakonec změní tvar i při absenci útočníka, spuštěného protein Shromáždění, buněčná smrt a zánět, „řekl Halfmann.„ Je to „Catch 22.“ V zásadě obchodujeme s dlouhověkostí pro imunitní systém nebo větší jistotu života právě teď na úkor potenciálního delšího života. ““

Zánět hraje dvojí roli – nabízí okamžitou ochranu před infekcí, ale pokud přetrvává, může to vést k chronickým stavů. „Naše zjištění poskytují vhled do mechanismu toho, jak může zánět nejprve začít a co se stane, když stárneme, což nám může pomoci najít nové způsoby, jak řešit zánět spojený s infekcí a stárnutím,“ řekl Rodríguez Gama.

„Zánět je jedním z hlavních rysů mnoha nemocí, které jsou v současné době nevyléčitelné – Alzheimerova choroba, Parkinsonova, většina nemocí spojených se stárnutím a některé rakoviny – ale začíná v jednotlivých buňkách,“ řekl Halfmann.

„Kdybychom mohli snížit pravděpodobnost zánětu tím, že možná odstraníme některé z těchto kousků puzzle nebo je přetvoří, aby se nemohly sestavit, pak bychom mohli být schopni zablokovat nevyhnutelnost zánětu a časem vyvinout způsoby, jak zpomalit některá z těchto chorob,“ řekl Halfmann. „Zatímco zpomalení nebo zastavení montáže hádanek by mohlo zvýšit náchylnost k patogenům, možná by někteří pacienti byli ochotni toto riziko přijmout.“