Изучая метаболические реакции, исследователи продемонстрировали новый подход к лечению хронических воспалительных заболеваний. «Нам удалось замедлить воспаление фармакологическими средствами», — объясняет Карстен Хиллер, руководитель исследовательской группы «Метаболомика» в LCSB. «Здесь может быть новый терапевтический подход, скажем, для лечения аллергии или септического шока». Исследование люксембургских ученых опубликовано в Journal of Biological Chemistry.
Макрофаги, также известные как клетки-мусорщики, являются иммунными клетками и, как таковые, являются частью врожденной иммунной системы. Они дифференцируются от моноцитов, циркулирующих в кровотоке, и мигрируют в окружающие ткани. Макрофаги активируются, когда они вступают в контакт с мембранными компонентами бактерий и вирусов или с воспалительными посредниками, такими как цитокины.
Затем они участвуют в защите от вторжения патогена.Эти процессы активации сложны и запускают глубокое перепрограммирование метаболизма макрофагов. Детальных исследований того, что именно происходит в этих процессах, давно не было. Одним из важных участников перепрограммирования является белок Hif1 ?. Этот белок был уже известен из более ранних исследований раковых клеток.
Если клетки существуют в среде с низким содержанием кислорода — скажем, в центре опухоли — тогда Hif1? стабилизируется, так как предотвращается его деградация. Как следствие, с помощью ряда регуляторных механизмов это в конечном итоге приводит к тому, что меньше пирувата будет введено в цикл лимонной кислоты — важный метаболический путь во многих формах жизни, с помощью которого они производят энергию и строительные материалы для синтеза целого ряда молекул.«Было известно, что Hif1 стабилизируется в активированных макрофагах, несмотря на присутствие кислорода. Поэтому было предположено, что другие метаболические пути также аналогичны таковым в раковых клетках», — объясняет д-р Йоханнес Мейзер из группы Metabolomics в LCSB. «Теперь мы показали, что это не так: в макрофагах введение пирувата в цикл лимонной кислоты сохраняется, несмотря на присутствие Hif1?».
Таким образом, макрофаги позволяют продолжать производство итаконовой кислоты, своего рода эндогенного антибиотика. В более ранней работе исследователи, работающие с профессором Хиллером, впервые показали, что итаконовая кислота действительно вообще вырабатывается у млекопитающих. Синтез жирных кислот, необходимых для роста макрофагов, также может продолжаться в ходе воспалительной реакции.
«Превращение пирувата является ключевым этапом воспалительного процесса и, таким образом, представляет собой отправную точку для разработки противовоспалительных методов лечения», — говорит Хиллер. «Это было бы полезно при заболеваниях, связанных с чрезмерной воспалительной реакцией, таких как аллергия или септический шок». В экспериментах исследователи доказали, что это работает в принципе: когда они блокировали влияние пирувата на цикл цитрусовых, воспалительные реакции уменьшались.