Mitochondrie byly primárně známé jako Komponenty produkující energii buněk. Ale vědci jsou stále více objevování že tyto malé organely dělají mnohem víc než jen energetické buňky. Jsou také zapojeni do imunitních funkcí, jako například kontrola zánětu, Regulace buněčné smrti a Reakce na infekce.
Výzkum mých kolegů a já jsem odhalil, že mitochondrie hrají další klíčová role ve vaší imunitní reakci: Snížení bakteriální aktivity a pomoc neutrofilů, typ bílých krvinek, pasti a zabíjení.
Za posledních 16 let, Můj výzkum se zaměřil Při pochopení rozhodnutí imunitních buněk přinášejí během infekce a způsobu, jakým rozpad těchto rozhodovacích procesů způsobuje onemocnění. Nedávná zjištění mé laboratoře vrhla světlo na to, proč lidé s Autoimunitní onemocnění jako je Lupus, může se snažit bojovat proti infekcím a odhalit potenciální propojení mezi Dysfunkční mitochondrie a oslabená imunitní obrana.
Tajné zbraně imunitního systému
Neutrofily jsou nejhojnější typ imunitní buňky a sloužit jako Imunitní systém První respondenti. Jedním z jejich klíčových obranných mechanismů je uvolnění Neutrofilní extracelulární pasti nebo sítě – Welike struktury složené z DNA a antimikrobiálních proteinů. Tyto lepkavé sítě pasti a neutralizují invazivní mikroby a zabraňují jejich šíření v těle.
Až donedávna vědci věřili, že tvorba sítě byla primárně vyvolána buněčným stresem a poškozením. Naše studie však zjistila, že mitochondrie mohou detekovat specifický bakteriální vedlejší produkt – laktát – a použít tento signál k zahájení tvorby sítě.
Laktát je běžně spojen s Únava svalů u lidí. Ale v souvislosti s bakteriální infekcehraje jinou roli. Mnoho bakterií uvolňuje laktát jako součást vlastní výroby energie. Můj tým zjistil, že jakmile jsou bakterie pohlceny oddílem buňky volal fagosomNeutrofily mohou cítit přítomnost tohoto laktátu.
Související: 8 dětí ušetřených potenciálně smrtelným zděděným chorobám prostřednictvím nového soudu IVF „Mitochondrial“
Uvnitř fagosomu tento laktát komunikuje s neutrofilem že jsou přítomny bakterie a že antibakteriální procesy nestačí k zabití těchto patogenů. Když mitochondrie v neutrofilních buňkách detekuje tento laktát, oni Začněte signalizovat Aby se buňka zbavila sítí, které zachytily bakterie. Jakmile jsou bakterie uvolněny mimo buňku, mohou je zabít jiné imunitní buňky.
Když jsme zablokovali schopnost mitochondrie cítit laktát, neutrofily Nepodařilo se efektivně produkovat sítě. To znamenalo, že bakterie s větší pravděpodobností unikly zachycení a proliferování, což ukazuje, jak zásadní je tento mechanismus imunitní obrany. Tento proces zdůrazňuje složitý dialog mezi metabolismem bakterií a energetickým aparátem hostitelské buňky.
To, co toto zjištění dělá překvapivým, je to, že mitochondrie uvnitř buněk jsou schopny detekovat bakterie zachycené v fagosomech, i když mikroby jsou uzavřeny v samostatném prostoru. Nějak mitochondriální senzory mohou vyzvednout narážky z těchto kompartmentů – působivý výkon buněčné koordinace.
Zacílení na mitochondrie v boji proti infekcím
Naše studie je součástí rostoucího pole nazývá se imunometabolismuskterý zkoumá jak metabolismus a imunitní funkce jsou hluboce propojeny. Spíše než považovat buněčný metabolismus za přísně prostředek k generování energie, nyní vědci uznávají jako ústřední hnací silou imunitních rozhodnutí.
Mitochondrie sedí v srdci této interakce. Jejich schopnost cítit, reagovat a dokonce formovat metabolické prostředí buňky jim dává kritická role Při určování toho, jak a kdy jsou nasazeny imunitní odpovědi.
Naše zjištění například poskytují klíčový důvod, proč se pacienti s chronickou autoimunitní onemocnění nazývají Systémový lupus erythematosus často trpí opakujícími se infekcemi. Mitochondrie u neutrofilů pacientů s lupusem Nenechte cítit bakteriální laktát správně. V důsledku toho byla čistá produkce výrazně snížena. Tato mitochondriální dysfunkce by mohla vysvětlit, proč jsou pacienti Lupus zranitelnější vůči bakteriálním infekcím – i když jejich imunitní systémy jsou kvůli nemoci neustále aktivovány.
Toto pozorování ukazuje na ústřední roli Mitochondrie při vyvážení imunitních odpovědí. Spojuje dva zdánlivě nesouvisející problémy: imunitní nadměrná aktivita, jak je vidět u lupusu, a imunitní slabost, jako je zvýšená náchylnost k infekci. Když mitochondrie fungují správně, pomáhají neutrofilům namontovat účinný a cílený útok na bakterie. Ale když jsou mitochondrie narušeny, tento systém se rozpadne.
Náš objev, že mitochondrie může cítit bakteriální laktát, aby spustil tvorbu sítě, otevírá nové možnosti léčby infekcí. Například léky, které zvyšují mitochondriální snímání, by mohly zvýšit produkci čistého imunitního systému. Na druhou stranu, pro podmínky, kde sítě přispívají k poškození tkáně-například u těžkých Covid-19 nebo autoimunitních onemocnění-může být prospěšné omezit tuto reakci.
Naše studie navíc vyvolává otázku, zda jiné imunitní buňky používají podobné mechanismy pro snímání mikrobiálních metabolitů a zda jiné bakteriální vedlejší produkty mohou sloužit jako imunitní signály. Pochopení těchto cest podrobněji by mohlo vést k novému ošetření, které přesněji modulují imunitní odpovědi, což snižuje poškození kolaterálu při zachování antimikrobiální obrany.
Mitochondrie nejsou jen powerhouses buňky – jsou to imunitní stránky, které jsou upozorněny i na nejmenší metabolické signály bakteriálních útočníků. Jak se rozšiřuje porozumění jejich rolích vědců, také naše uznání složitosti – a přizpůsobivosti – naší buněčné obrany.
Tento upravený článek je znovu publikován Konverzace Podle licence Creative Commons. Přečtěte si Původní článek.
