Când o ciupercă invadează plămânii, celulele imune îi pot spune să se autodistrugă

Celulele imune pot transforma anumiți invadatori asupra lor, forțându-i să se autodistrugă prematur, au descoperit cercetătorii.

La șoareci, atunci când globulele albe din plămâni înghiți sporii unei ciuperci obișnuite din aer, aceste celule imunitare eliberează o enzimă care trimite celulele fungice în moartea celulară programată. Acest lucru împiedică sporii să se instaleze în plămâni și să provoace o infecție pulmonară potențial mortală, raportează cercetătorii în 8 septembrie. Ştiinţă.

Se găsește în mod natural în sol și în materia organică în descompunere, ciuperca, Aspergillus fumigatus, eliberează spori în aer care se găsesc în doze mici în aerul pe care oamenii îl respiră în fiecare zi. Descoperirea poate ajuta la explicarea de ce majoritatea oamenilor pot inhala în mod regulat sporii și nu se pot îmbolnăvi. La persoanele cu un sistem imunitar slăbit, totuși, acest sistem natural de apărare nu funcționează. Această cercetare ar putea duce în cele din urmă la tratamente mai bune pentru acești pacienți.

Moartea celulară programată este o parte naturală a ciclului de viață al unei celule – o modalitate prin care organismele pot descompune celulele vechi și face loc altora noi. „Cercetările din ultimele două decenii au arătat că microbii pot exploata [cell death] căi de a provoca boli”, spune coautorul studiului Tobias Hohl, cercetător în boli infecțioase la Memorial Sloan Kettering Cancer Center din New York. Dar acest studiu arată că tabelele pot fi schimbate. „Nu numai că microbii pot exploata acest lucru în gazde, dar celulele gazdă pot exploata aceste căi pentru a instrui anumiți microbi să se sinucidă.”

„Ideea că gazda declanșează mecanismul [programmed cell death] ca o modalitate de apărare împotriva infecțiilor este foarte cool”, spune Borna Mehrad, pneumolog la Universitatea din Florida, Colegiul de Medicină din Gainesville, care nu a făcut parte din studiu.

Hohl și colegii au identificat o genă în A. fumigatus care pune frânarea morții celulare programate. Gena, AfBIR1împărtășește un strămoș cu gena umană supraviețuind, care reglează şi moartea celulară.

Când cercetătorii au intensificat activitatea de AfBIR1 într-o tulpină a ciupercii, jumătate din șoarecii infectați cu spori au murit în timpul perioadei de studiu de opt zile. (Șoarecii infectați cu spori nemodificați au fost în regulă.) Indiciile care ar trimite în mod normal celulele fungice la moarte nu s-au înregistrat, așa că ciuperca a putut să crească în plămânii șoarecilor.

Într-un alt experiment, oamenii de știință le-au dat șoarecilor un medicament numit S12, care a luat AfBIR1efectul de frână al lui. Drept urmare, șoarecii au reușit să lupte împotriva infecției. „Acele două descoperiri ne-au sugerat că această ciupercă [cell death] calea este cu adevărat critică”, spune Hohl.

Hohl a făcut această cercetare cu o varietate specială de A. fumigatus care își schimbă culoarea atunci când instrucțiunile sale de sinucidere intră. Acest avans le-a permis cercetătorilor să facă observații care nu erau posibile înainte, spune Mehrad.

De exemplu, Hohl și colegii săi au observat că celulele fungice fiind înghițite de neutrofile, un tip de globule albe, părea să sufere moartea programată a celulelor. Acest lucru a sugerat că activitatea neutrofilelor ar putea declanșa moartea celulară programată fungică.

Neutrofilele eliberează o enzimă numită NADPH oxidază, iar șoarecii cu deficit de enzimă nu au fost la fel de buni la apărarea ciupercii, a descoperit Hohl. Acest lucru are sens și cu datele clinice la oameni. Persoanele cu o mutație genetică care provoacă o deficiență în NADPH oxidază sunt în special expuse riscului de a dezvolta o Aspergilluinfecție, spune Hohl. Persoanele care au mai puține neutrofile, din cauza chimioterapiei sau infecției cu HIV, de exemplu, produc mai puține enzime și sunt mai puțin capabile să reziste unei infecții fungice.

Ratele de supraviețuire variază, dar Centrele pentru Controlul și Prevenirea Bolilor din SUA estimează că 41% dintre beneficiarii de transplant de organe care contractă aspergiloză mor în decurs de un an. Șaptezeci și cinci la sută dintre beneficiarii de transplant de celule stem cu infecție mor în același interval de timp. Într-o zi, o versiune a lui S12 care este modificată pentru a funcționa la oameni ar putea fi capabilă să stimuleze apărarea acestor pacienți împotriva A. fumigatus infecții, sugerează Hohl.

În viitor, el vrea să vadă dacă aceleași mecanisme se extind și la alte specii de ciuperci.