Stanična smrt, koja bi mogla zvučati nepoželjno, zapravo je ključna za održavanje svake osobe na životu.
Proces, koji tijelo strogo regulira, uništava stare ili oštećene stanice kako bi napravio mjesta za nove. Istovremeno se stanice napadnute mikrobima eliminiraju u borbi protiv infekcija.
„Većina ljudi to ne shvaća, ali svake sekunde u našem tijelu umire oko 4 milijuna stanica kako bi se zamijenile svježima”, rekao je dr. Mohamed Lamkanfi, imunolog na Odjelu za internu medicinu i pedijatriju na Sveučilištu Ghent u Belgiji. „Programirana stanična smrt temeljni je dio života.”
POGLEDAJTE VIDEO o važnosti hodanja za zdravlje:
Pogrešni procesi
No, sustav mora raditi besprijekorno za optimalno zdravlje i ponekad dolazi do grešaka. To može dovesti do oštećenja tkiva, upale i bolesti.
Na primjer, stanice mogu preživjeti nakon svog optimalnog životnog vijeka i izazvati autoimune bolesti, tvrdoglave virusne infekcije ili čak rak. S druge strane spektra, prekomjerna stanična smrt može rezultirati degeneracijom tkiva i uzrokovati ozbiljne poremećaje poput Alzheimerove i Parkinsonove bolesti.
Lamkanfi je posebno zainteresiran za piroptozu, oblik stanične smrti koji uključuje uništavanje važnih bijelih krvnih stanica poznatih kao makrofagi, koji obično ubijaju invazivne mikroorganizme i stimuliraju druge dijelove imunološkog sustava.
Piroptoza uzrokuje upalu i, iako je upalno stanje ključno kada se osoba bori s infekcijom, ono također može biti vrlo štetno kada se dogodi u krivo vrijeme ili u prekomjernoj količini. Nekontrolirana piroptoza povezana je s kroničnim upalnim stanjima kao što su reumatoidni artritis i obiteljska mediteranska vrućica (FMF).
Lamkanfi je bio glavni istraživač na projektu kojega je financirala EU pod nazivom PyroPop i posebno ga zanima FMF, nasljedni poremećaj koji se obično javlja kod ljudi mediteranskog i bliskoistočnog podrijetla, jer je obiteljski povezan s Marokom.
Osobni interes
„Moglo bi se reći da je moje zanimanje za obiteljsku mediteransku vrućicu osobno”, rekao je Lamkanfi. „Moja obitelj potječe iz Maroka, gdje je bolest endemska i veliki zdravstveni teret za mnoge pacijente.”
U zemljama u kojima je FMF endemičan, između jedne od 400 i jedne od 1000 osoba zahvaćena je bolešću, a u dijelovima Sredozemlja postoje klinike koje su u potpunosti posvećene liječenju ove bolesti. Teški napadi vrućice izazvane FMF-om mogu dovesti do oštećenja organa, bolova u zglobovima i neplodnosti, među ostalim komplikacijama.
Kroz svoj rad na projektu PyroPop, koji je dovršen 2021., Lamkanfi je uspio bolje razumjeti složeni slijed staničnih događaja koji dovode do piroptoze.
Sada je u tijeku daljnji projekt pod nazivom PyroScreen, kojega također financira EU. Cilj ovog novog istraživanja je pronaći tretmane za suzbijanje upale.
Lamkanfi nije sam u svojoj potrazi za tretmanima za suzbijanje negativnih učinaka stanične smrti. Doista, pronalaženje načina da se intervenira kada programirana stanična smrt krene po zlu bio je istraživački prioritet u mnogim laboratorijima diljem svijeta tijekom posljednjih 20 godina, a sada su u tijeku ispitivanja lijekova.
Istraživači se nadaju da će se u sljedećih 10 godina naći lijekovi ‚kako bismo mogli bolje liječiti neke vrlo ozbiljne bolesti‘, rekao je dr. Manolis Pasparakis, profesor genetike na Sveučilištu u Kölnu u Njemačkoj.
Prirodna smrt
Od otkrića prije gotovo 200 godina da je stanična smrt prirodni dio života, znanstvenici su se usredotočili na mnoge ključne igrače u mehanizmima koji stoje iza tog procesa. Identificirali su i gene koji reguliraju staničnu smrt i molekule koje ubrzavaju kaskadu događaja koji rezultiraju uništenjem stanice.
Zdrava, programirana stanična smrt poznata je kao apoptoza, a enzimi koji se zovu kaspaze igraju važnu ulogu u njezinom ostvarenju. Molekule iz ove obitelji osiguravaju pažljivu razgradnju umiruće stanice.
Ovaj organizirani kolaps uključuje deformaciju stanične membrane, skupljanje stanice i fragmentaciju DNK i cijelog sadržaja stanice. Leš stanice, smežuran, ali netaknut, zatim brzo progutaju susjedne stanice.
Konačni rezultat je diskretna eliminacija stanice kojoj je prošao rok trajanja, ne izazivajući nikakav imunološki odgovor tijela.
Eksplozivne stanice
Isto se ne može reći za nekroptozu, još jedan strogo regulirani oblik stanične smrti. U njemu nema ničeg tihog ni diskretnog.
„Stanice koje prolaze kroz nekroptozu pucaju i izbacuju svoj sadržaj u prostor između stanica i to postaje opasno”, rekao je Pasparakis. „Eksplodirani sadržaj djeluje na receptore na susjednim stanicama i izaziva upalu i oštećenje tkiva.”
On je glavni istraživač projekta Necroptosis kojega financira EU, a koji istražuje ulogu stanične smrti u imunitetu i upalama. Inicijativa, koja je započela 2018., traje do rujna ove godine.
Godine 2009. Pasparakis i njegov tim otkrili su proupalna svojstva nekroptoze, slučajno dok su proučavali genetski modificirane miševe.
„Očekivali smo da ćemo imati miševe koji će biti otporni na staničnu smrt, no otkrili smo suprotno”, rekao je. „Miševi su razvili vrlo jaku upalnu reakciju, zbog koje su obolijevali i umirali.”
Danas se bolje razumiju prednosti i mane nekroptoze.
„Znamo da je važna u obrani tijela od virusa: stanica mora brzo umrijeti kada je zaražena virusom, prije nego što se virus ima priliku replicirati, a nekroptoza je odličan način da se omogući brza smrt”, rekao je Pasparakis. „S druge strane, nekroptoza je također vrlo upalna vrsta stanične smrti, pa kada se dogodi u prekomjernoj količini može izazvati ozbiljne bolesti.”
Iako dokazi da je to tako dolaze iz studija na miševima, još nije potvrđeno uzrokuje li nekroptoza bolest kod ljudi. Dokaz može doći iz kliničkih ispitivanja koja se sada odvijaju.
„Cijela znanstvena zajednica nestrpljivo čeka da vidi rezultate”, rekao je Pasparakis.
Pozitivni rezultati obećavaju revoluciju u liječenju mnogih iscrpljujućih bolesti.
„Jednom kada pronađemo način da blokiramo neispravan mehanizam stanične smrti, trebali bismo vidjeti impresivno uklanjanje patologije [bolesti] iz tijela kod određenih upalnih bolesti”, rekao je Lamkanfi sa Sveučilišta Ghent. „To smo već vidjeli kod miševa.”
Prošireno, to bi moglo značiti ‚nove terapije i dijagnostiku za milijune ljudi koji pate od kroničnih upalnih bolesti, od gihta i bolesti srca do neurodegenerativnih stanja‘, rekao je. „Utjecaj bi mogao biti izvanredan.”
Autorica VITTORIA D’ALESSIO
Više informacija
Istraživanje zdravlja i inovacije uz financijsku potporu EU-a
Članak je izvorno objavljen u časopisu Horizon, časopisu za istraživanje i inovacije EU-a.