В своем исследовании, опубликованном в рецензируемом медицинском журнале Cell, исследователи дают ключи к разгадке некоторых загадок, окружающих иммунную систему человека, которая защищает организм от вредных микробов, таких как бактерии.Это открытие помогает объяснить, как иммунная система «знает», что определенные бактерии вредны. Это также может пролить свет на то, почему общие состояния здоровья, такие как ожирение, диабет 2 типа и ишемическая болезнь сердца, часто сопровождаются воспалением.«Расшифровка того, как работает иммунная система, является одним из наиболее актуальных направлений медицинских исследований сегодня», — сказали Шломо Мелмед, доктор медицины, декан медицинского факультета Сидарс-Синай, исполнительный вице-президент по академическим вопросам и Хелен А. и Филип.
Заслуженная кафедра следственной медицины Э. Хиксона. «Это исследование вносит большой вклад в область иммунологии и помогает нам лучше понять процессы заболевания, поскольку мы ищем новые методы лечения, которые помогут нашим пациентам».Обычно ученые делят иммунную систему человека на две части. Одна часть, называемая врожденной иммунной системой, позволяет немедленно и напрямую распознавать вторгшиеся бактерии. Он побуждает иммунные клетки убивать, есть и разлагать микробы, а также вызывает воспаление, чтобы отразить их атаку.
Эта активность предупреждает вторую линию защиты организма, адаптивную иммунную систему, которая включает выработку антител.Новое исследование Cedars-Sinai идентифицирует метаболический фермент, выполняющий «двойную функцию» в качестве привратника для врожденной иммунной системы.
Исследователи обнаружили, что гексокиназа, общий фермент, необходимый клеткам для использования глюкозы в качестве источника энергии, связывается с сахаром в пептидогликане, химическом соединении в клеточных стенках многих вредных бактерий. Это связывающее действие запускает активацию белковых комплексов, которые направляют сильные воспалительные реакции против бактерий.
Хотя исследование проводилось в основном на клетках лабораторных мышей, позже исследователи обнаружили аналогичные механизмы, действующие в клетках человека.«Гексокиназа не является белком, специфичным для иммунной системы», — сказал Дэвид Андерхилл, доктор философии, профессор биомедицинских наук, научный сотрудник Исследовательского института воспаления кишечника и иммунобиологии Фонда Ф. Виджая в Сидарс-Синай и главный исследователь исследования. «Все клетки имеют гексокиназу.
Она необходима для выработки энергии. Удивительна двойная роль этого фермента в метаболизме и врожденном иммунитете».
Открытие двух функций гексокиназы имеет далеко идущие последствия. Это может помочь объяснить, почему хроническое воспаление низкого уровня часто встречается у пациентов с ожирением, диабетом 2 типа и ишемической болезнью сердца.
Эти серьезные заболевания, от которых страдают миллионы американцев, связаны с метаболизмом — химическими процессами, с помощью которых организм использует пищу и другие вещества для выработки энергии, роста и исцеления.Чтобы изучить возможную связь между метаболизмом и воспалением, исследователи использовали химические средства для нарушения метаболизма и нарушения функции гексокиназы в клетках мыши в чашке Петри.
Они обнаружили, что этого нарушения было достаточно, чтобы активировать белковые комплексы, борющиеся с бактериями. Хотя точный механизм не был ясен, данные предполагают интригующую связь между клеточным метаболизмом и воспалительной передачей сигналов.
«Наблюдение, что изменение метаболического процесса вызывает воспаление, может иметь серьезные последствия для заболеваний, включая диабет, ожирение, атеросклероз и воспалительные заболевания кишечника», — сказала Андреа Вольф, доктор философии, научный сотрудник лаборатории Андерхилла и первый автор исследования. «Сейчас мы продолжаем наши исследования, чтобы точно узнать, как фермент активирует воспаление».