Naukowcy z kilku polskich ośrodków naukowych opisali mechanizm międzykomórkowy, który może być wykorzystany w terapii chorób nowotworowych, autoimmunologicznych czy nadmiernych reakcji zapalnych. Wyniki ich badań opublikowało czasopismo „Nature Communications”.
Terapie komórkowe mogą stać się bezpieczną oraz skuteczną metodą leczenia wielu chorób człowieka, w tym nowotworów, chorób autoimmunologicznych czy nadmiernych reakcji zapalnych, które mają miejsce w sepsie bądź podczas infekcji wirusowych (w tym COVID-19). Do osiągnięcia tego celu niezbędna jest znajomość mechanizmów komunikacji międzykomórkowej, aby przewidzieć zachowanie komórek po podaniu ich pacjentowi.
Limfocyty Treg stanowią wyjątkową populację w układzie immunologicznym. W przeciwieństwie do tzw. konwencjonalnych limfocytów T nie walczą z patogenami, ale hamują działanie innych komórek układu odpornościowego. Zjawisko to jest niepożądane u pacjentów z istniejącą chorobą nowotworową. Komórki Treg są jednak niezbędne, aby chronić nas przed rozwojem chorób autoimmunologicznych oraz alergicznych. Są również potrzebne, aby doszło do wytworzenia tolerancji przeszczepianych narządów. MSC są natomiast multipotencjalnymi (mogącymi różnicować się w różne typy komórek, np. osteoblasty, komórki gleju, chondrocyty) niehematopoetycznymi komórkami progenitorowymi, które występują w organizmie każdego z nas. Ich bogatym źródłem jest m.in. tkanka tłuszczowa.
Naukowcy z Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego, Międzynarodowego Centrum Badań nad Szczepionkami Przeciwnowotworowymi (ICCVS) Uniwersytetu Gdańskiego, Uniwersytetu Medycznego w Łodzi wykazali, że kontakt limfocytów Treg z alogenicznymi (tzn. pochodzącymi od innego dawcy) komórkami MSC wzmaga działanie immunosupresyjne komórek Treg. Limfocyty Treg hodowane w obecności MSC znacznie silniej hamują namnażanie się konwencjonalnych limfocytów T oraz potrafią bardzo szybko rozkładać ATP i AMP w środowisku zewnątrzkomórkowym, prowadząc do akumulacji tolerogennej adenozyny.
Te wyniki pokazują, jak jeden – z początku dość szalony – pomysł może nagle wykiełkować i niespodziewanie rozwinąć się w wielu wymiarach. Kiedy pojawiły się pierwsze dowody, że to, co było przeczuciem, rzeczywiście ma miejsce, zaczęłam się zastanawiać, co powinnam zrobić, aby to odkrycie nie przeszło bez echa. Czego brakuje w naszych badaniach? Co jeszcze powinnyśmy sprawdzić? – mówi prof. Natalia Marek-Trzonkowska z Zakładu Medycyny Rodzinnej GUMed, dyrektor ICCVS UG, koordynatorka projektu.
Zaobserwowane przez naukowców zjawisko może zostać wykorzystane w terapii chorób autoimmunologicznych (np. cukrzycy typu 1, stwardnienia rozsianego czy reumatoidalnego zapalenia stawów) oraz do indukcji tolerancji przeszczepianych narządów. Jednocześnie, jeśli podobne zależności mają miejsce w środowisku nowotworu między komórkami autologicznymi, znaczy to, że zahamowanie tej interakcji mogłoby stać się elementem walki z nowotworem. Właśnie kontekst terapii przeciwnowotworowych będzie teraz przedmiotem badań zespołu naukowców.
Opublikowane wyniki pokazują jednak znacznie więcej, jeśli chodzi o komunikację międzykomórkową. Wykazano, że MSC przekazują swoje mitochondria oraz fragmenty błony komórkowej limfocytom Treg. Jeśli mielibyśmy porównać komórki do ludzi, to należy sobie wyobrazić przekazanie narządów wewnętrznych oraz fragmentów skóry pomiędzy osobami, które się spotykają i podają sobie dłonie. Co więcej, badacze dowodzą, że zjawisko to zależy od antygenów HLA. Cząsteczki HLA są elementem głównego układu zgodności tkankowej. Każdy z nas ma unikalny zestaw takich cząsteczek. Ta różnorodność jest korzystna z punktu widzenia ewolucji oraz odporności, stwarza jednak problemy przy doborze dawcy i biorcy podczas przeszczepu. Okazuje się, że MSC tym intensywniej przekazują aktywne mitochondria komórkom Treg, im bardziej różnią się między sobą antygenami HLA.
Jak długą drogę przeszliśmy od badań, poprzez analizę danych, opracowanie rycin, dyskusję z recenzentami, wykonanie dodatkowych analiz, wiedzą tylko uczestnicy tego projektu i ich rodziny. Bardzo się cieszę, że komórki MSC i limfocyty Treg zabrały nas w tę niezwykłą podróż i pokazały nam kilka scen ze swojego sekretnego życia – nie kryje radości prof. Marek-Trzonkowska.
Wyniki badań ukazały się na łamach „Nature Communications”. Praca jest elementem rozprawy doktorskiej Karoliny Piekarskiej z Zakładu Medycyny Rodzinnej GUMed. Zaobserwowane zależności stały się ponadto przedmiotem wniosków patentowych zgłoszonych do Europejskiego Urzędu Patentowego.
MK, źródło: GUMed, UG