Koku, yoğun yol kenarlarından, kırık et dolaplarından ve korkunç suç mahallerinden geliyor; etin çürümesinin imzası. Yeni araştırma, çürütücü aromasına rağmen, kimyasal bileşiğin canlı insan vücudunda önemli bir amaca hizmet edebileceğini gösteriyor.
Putrescine olarak bilinen bileşik, belirli bağışıklık hücrelerinde, 30 Ocak'ta Cell Metabolism dergisinde çevrimiçi yayınlanan yeni bir araştırmaya göre, vücuttaki ölü dokuları parçalamalarına yardımcı olan bir anahtar çeviriyor. Bu da vücudun kalp hastalığından kurtulmasına yardımcı olabilir.
Yazarlar, makrofajlar olarak adlandırılan bu ceset çatırdayan bağışıklık hücrelerinin, sindirilenlerden oluşan putresinlerin karınlarında dönüp durduğunu ortaya çıkarmak için hem insan hem de fare hücrelerini ve canlı fareleri incelediler.
Putresin arzı yetersiz kalırsa, makrofajlar ek hücreler tüketmek için mücadele eder, cesetleri yığmak, parçalamak ve zararlı maddeleri vücuda sızmak için bırakır. Toksik maddeler sızdıran ölü dokular iltihaplanmayı tetikleyebilir ve ateroskleroz da dahil olmak üzere arterlerde yağ plaklarının biriktiği ve patlayabildiği, kalp krizlerini veya inmeyi tetikleyebilen hastalıklara katkıda bulunabilir.
Bu sızıntılı "nekrotik" hücreler, "nispeten iyi huylu athersclerotik lezyonları hastalığa neden olanlardan ayıran şeyin gerçek bir işaretidir", Columbia Üniversitesi Vagelos Doktorlar ve Cerrahlar Koleji'nde patoloji ve hücre biyolojisi profesörü olan kıdemli yazar Dr. Ira Tabas, dedi Canlı Bilim. Putrescine, vücudun temizlik ekibinin sadece bir üyesidir, ancak hücresel temizlikteki rolünün anlaşılması, bir gün doktorların ateroskleroz ve otoimmün hastalıklar ve kanser gibi diğer birçok rahatsızlığı tedavi etmesine yardımcı olabilir.
"Makrofajların her biri birden fazla ölü hücre yiyebilme yeteneği, bu problemlerden kaçınmak için çok, çok önemlidir" dedi. Tahminen milyarlarca "trilyon olmasa bile" hücreler vücudumuzda her gün ölüyor ve ceset temizliğini günlük sağlığımızın kesinlikle kritik bir parçası haline getiriyor. Tabas, "Bu çalışmanın temeli, ilk ölü hücresini yedikten sonra ne olacağını bulmaktı." Dedi.
Cesetlerden oluşan bir büfe
Yeni çalışmayı açıklayan bir açıklamaya göre, ölü hücreleri vücuttan temizleme sürecine Latince "mezara taşımak için" ifadesinden türetilen bir terim olan efferositosis denir. Makrofajlar hücresel cesetleri yutmak ve sindirmekte mükemmeldir. Diğer hücreler gerektiğinde ölmekte olan ve hastalıklı dokuyu gidermeye yardımcı olur, ancak makrofajlar yaşamlarını hücresel kalıntılardan arındırır.
Stanford Üniversitesi Tıp Fakültesi'nde vasküler cerrahi profesörü olan Dr.Nicholas Leeper, bireysel bir makrofajın, efferositozun sorunsuz çalışmasını sağlamak için daha fazla olmasa bile düzinelerce hücreyi temizlemesi gerektiğini söyledi. Ancak hiç kimse, tek bir makrofajın böyle bir iş yükünü nasıl üstlenebileceğini bilmiyordu. "Her zaman bir gizemdi," dedi.
Leeper Live Science'a verdiği demeçte, bu gizemi çözmek aterosklerozlu insanları tedavi etmek için kritik olabilir. Kanıtlar, Circulation dergisindeki 2017 tarihli bir incelemeye göre, efferositozun hastalıklı arterlerde kusurlu hale geldiğini ve montaj plaklarının kararsız ve sızıntılı hale geldiğini gösteriyor. Bir plak yırtıldığında, yapının içinde sekestre edilen proteinler patlar ve sahada bir araya gelmek için bir trombosit ordusuna işaret eder. Trombositler rüptürü pıhtılaşması gereken bir yara olarak algılarlar, ancak aslında trombositlerin kendileri arteri tıkar ve inme, kalp krizi veya ani kalp durmasına yol açar.
Tabas, "Bu bizi içine alan trombosit fişi." Efferositozu sağlıklı seviyelere geri getirmek teorik olarak doku ölümünü ve plak rüptürünü önleyebilir, ancak bilim adamları önce tamamen işlevsel makrofajların bu kadar çok hücreyi nasıl tükettiğini anlamalıdır.
Tabas ve meslektaşları, insan makrofajları için bir ölü hücre büfesi ile birlikte bir akşam yemeği partisi düzenlediler.
Bir yemeğin tutulması için makrofajlar, hücre gövdelerinden uzayan süt filamentleri oluşturmak için Rac1 adlı bir protein kullanır. Filamanlar hücresel cesetlere kilitlenir ve onları ölen hücrelerin bileşen parçalarına ayrıldığı makrofaj içine makaralar. Bu atıştırmalık tüketilirken, makrofaj ayrıca kendi Rac1 proteinlerinin bazılarını sindirir. Makrofajın başka bir öğünü alması için geri kalan Rac1'in yeniden canlandırılması gerekiyor, ekip bulundu - ama önce hücre iştahını durdurmak için bir şeyler gerektiriyor.
Bir makrofaj tarafından tüketilen ilk yemek, hücrenin gittikçe daha fazla yemesine yardımcı olur. Ölü hücrelerdeki proteinler, arginin denilen biri de dahil olmak üzere bireysel amino asitlere ayrılır. Bir enzim argininini alır, onu ornitin adı verilen bir moleküle dönüştürür ve daha sonra bu ürünü ikinci bir enzime geçirir. Ornitin putrescine dönüşür, bu da geri kalan Rac1'i aşırı sürücüye çevirmeye ve filamentleri öncekinden daha verimli hale getirmeye iten bir zincir reaksiyonu başlatır. Hızlandırılmış Rac1, makrofajın daha fazla yemekten sonra gitmesini sağlar.
Aç makrofajlardan yararlanmak
Ekip, hem insan hem de fare makrofajlarında putresin üretimini engellemeyi denedi ve hücrelerin artık bir oturuşta birden fazla öğün tüketemediğini buldu. Araştırmacılar, düşük putresin düzeylerinin ateroskleroza nasıl katkıda bulunabileceğini merak ettiler. Hastalığın bir fare modelinde, ekip, ileri belirtilere sahip hayvanların putresin üretim hattında önemli bir bileşene sahip olmadığını keşfetti: arginin, argininaz-1 olarak bilinen ornitine dönüştüren enzim.
Hayvanları tedavi etmek için ekip, doğrudan hayvanların içme suyuna düşük dozlarda putresin ekledi. (Çözüldüğünde ve düşük dozlarda verildiğinde, süper kokmuş bileşik artık rahatsız edici bir koku vermez.) Tedaviden sonra, fare makrofajlarının hücreleri daha verimli tükettiği görüldü ve hayvanların plakları küçülmeye başladı.
Farelerden insanlara noktaları birleştirmek için ekip, erken ve ileri aterosklerozlu insanlardan makrofajlar da örnekledi ve benzer bir patern kaydetti: Daha gelişmiş hastalığı olanlardan alınan makrofajlar daha az argininaz-1 ile donatıldı. Putresin oluşumunun farelerde ve insanlarda çok benzer şekilde çalıştığı göz önüne alındığında, teorik olarak, bu oluşumu manipüle eden tedaviler aterosklerozu tedavi edebilir.
Tabas, "Putresini bir tedavi olarak zorlayamazdım" özellikle, ancak başka yollarla efferositozu arttırmak için başka terapiler geliştirilebilir. Yüksek dozlarda, putresin insanlar ve hayvanlar için toksik olabilir ve gastrointestinal sıkıntıya neden olabilir. Ana nokta, düzgün bir şekilde ortaya çıktığında, efferositozun insan sağlığını korumaya ve hastalığı önlemeye yardımcı olmasıdır.
NYU Langone Health Endokrinoloji, Diyabet ve Metabolizma Bölümü direktörü Dr. Ira Goldberg, "Hücrelerin daha fazla effetositoz ve hasarlı arterlerin onarımına neden olacak bir duruma dönüşmesini sağlayabilir" dedi. Bilim bir e-posta. Yeni çalışmada yer almayan Goldberg, "Daha da önemlisi, bu sürecin hücre ölümünün meydana geldiği diğer durumlarda gerçekleşen işleme benzer olması muhtemeldir." Dedi.
Örneğin, araştırmalar, lupus gibi otoimmün hastalıklarda, ölü hücrelerin lenf düğümlerinde biriktiği ve bağışıklık hücresi fonksiyonunu bozduğu için efferositozun kötüleştiğini göstermektedir. Kanser hücreleri, "beni yeme" sinyalleri göndererek makrofajlar tarafından yenilmekten kaçınırlar, bu nedenle tümör bölgelerinde efferositozun arttırılması, hedeflenen bir kanser tedavisi biçimi olarak işlev görebilir. Ancak şimdilik, efferositosis ile ilgili içgörü, kalp hastalığının tedavisinde "büyük bir ilerlemeyi" işaretleyebilir, dedi Leeper.
Leeper, "Kardiyovasküler hastalıklarla bağlantılı bir yolun önemi göz ardı edilemez ... Temel olarak Batı dünyasındaki tüm yetişkinlerde bir çeşit ateroskleroz vardır." Dedi. Veba, ergenlik döneminde gelişmeye başlayabilir dedi. Leeper'ın kendisi son zamanlarda makrofajların aterosklerozlu farelerde ölen hücreleri tanımasına ve yemesine yardımcı olan bir ilaç geliştirdi. Bilim adamları, efferositozda yer alan çeşitli kimyasal reaksiyonları ortaya çıkarmaya devam ettikçe, ilaç geliştiricileri süreci çeşitli terapilerle teşvik etmeyi öğrenebilirler.
Leeper, araştırma çizgisinin bir gün "dünyanın en iyi katillerinden birkaçına" hitap etmek için tedavilerle sonuçlanabileceğini söyledi.
