Nowe komórki odpornościowe eksplodują, by zabić. Odkryto nieznany mechanizm śmierci

Wyobraź sobie żołnierza, który na polu bitwy nie strzela do wroga, tylko celowo detonuje ładunek wybuchowy na własnym ciele, by zniszczyć wszystko wokół. W ludzkim organizmie coś podobnego właśnie odkryto – tyle że na poziomie komórkowym. Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda natknęli się na nieznane wcześniej komórki odpornościowe, które – gdy zostaną odpowiednio pobudzone – dosłownie eksplodują, rozrzucając wokół toksyny zdolne zabić sąsiednie komórki w ciągu kilku minut. Odkrywcy nazwali ten proces ruptosis i uważają, że to zupełnie nowa forma śmierci komórkowej, różniąca się od wszystkiego, co dotąd znaliśmy.

Niespodziewane odkrycie w płazińcu

→ Czytaj też: Szczepionka przeciw HIV? U małp wywołała przeciwciała, które od dekad wymykały się nauce

Zespół pod kierunkiem biologa Bo Wanga początkowo wcale nie szukał nowego rodzaju komórek. Badacze obserwowali pod mikroskopem płazińce z gatunku Schmidtea mediterranea – organizmy słynące z niezwykłych zdolności regeneracyjnych. Potrafią odtworzyć całe ciało nawet z małego fragmentu. Naukowców interesowało, jak te zwierzęta radzą sobie z infekcjami, skoro – w przeciwieństwie do ludzi – nie wytwarzają przeciwciał.

Podczas rutynowych obserwacji badacze zauważyli coś dziwnego: komórki, które w ciągu kilkudziesięciu sekund znikały z pola widzenia, pozostawiając po sobie „ziemię niczyją” usianą martwymi komórkami. – Początkowo myśleliśmy, że to artefakt – mówi Wang w rozmowie z Nature. Gdy jednak zjawisko powtórzyło się wielokrotnie, zespół ochrzcił tajemnicze komórki mianem „ruptoblastów” i postanowił je dokładnie scharakteryzować.

Eksplozja w 100 sekund

→ Czytaj też: Faza cyklu w dniu szczepienia może decydować, jak długo działa ochrona

Kluczowy eksperyment polegał na dodaniu do hodowli hormonu, który miał uruchomić reakcję. To, co zarejestrowały kamery, przeszło oczekiwania. W ciągu zaledwie 100 sekund nienaruszone wcześniej komórki uległy całkowitej dezintegracji. Błona plazmatyczna – zewnętrzna powłoka komórki – zaczęła pękać już po 60 sekundach od podania bodźca.

– Bardzo interesujące i skłaniające do myślenia odkrycie – komentuje Kristopher Sarosiek, badacz śmierci komórkowej z Harvard T.H. Chan School of Public Health, który nie brał udziału w badaniach. – Znamy inne formy śmierci komórkowej, ale żadna nie jest identyczna. To czyni ruptosis nowym zjawiskiem – dodaje w rozmowie z Nature.

Różne rodzaje śmierci komórkowej

Dotychczas nauka znała kilka głównych typów śmierci komórkowej. W apoptozie komórka kurczy się i rozpada na fragmenty, które są następnie pochłaniane przez inne komórki – to proces czysty i kontrolowany. W nekrozie komórka pęka, ale robi to przypadkowo, zwykle na skutek urazu. Pyroptoza to śmierć zapalna, w której komórka uwalnia sygnały alarmowe. Ruptosis różni się od nich wszystkich – to celowa, gwałtowna eksplozja, która służy jako broń.

– Te komórki nie umierają biernie – podkreśla Wang. – One aktywnie poświęcają się, by zniszczyć zagrożenie. To jakby oddział kamikaze w układzie odpornościowym.

Co to oznacza dla medycyny?

Odkrycie ruptoblastów otwiera zupełnie nowe pole badań. Jeśli podobne komórki istnieją u ludzi – a to bardzo prawdopodobne, bo mechanizmy odpornościowe są ewolucyjnie konserwatywne – może to zmienić sposób, w jaki rozumiemy reakcje immunologiczne. Być może uda się wykorzystać ruptosis do walki z nowotworami, namawiając komórki guza do samozniszczenia. Albo przeciwnie – zablokować ten proces w chorobach autoimmunologicznych, gdzie układ odpornościowy atakuje własne tkanki.

Na razie zespół Wanga planuje sprawdzić, czy ruptoblasty występują u innych gatunków, w tym u ssaków. – To dopiero początek – mówi Wang. – Odkryliśmy nowy mechanizm, ale przed nami jeszcze wiele pytań. Jak często dochodzi do ruptosis? Jakie sygnały ją wywołują? I czy możemy ją kontrolować?

Jedno jest pewne: układ odpornościowy wciąż skrywa przed nami tajemnice, a najnowsza z nich – eksplodujące komórki – może okazać się kluczem do nowych terapii.