Raud toidab immuunsüsteemi rakke - ja see võib halvendada astmat

Oled ilmselt kuulnud, et spinatist ja steigist saab rauda. Võib-olla tead ka, et see on oluline mikrotoitaine, mis on hemoglobiini peamine komponent – punastes verelibledes leiduv valk, mis kannab hapnikku kopsudest kõikidesse kehaosadesse.

Raua vähemtuntud oluline funktsioon on selle osalemine teatud immuunrakkude energia tootmises.

Meie laboris hiljuti avaldatud uuringus leidsime, et raua voolu blokeerimine või piiramine immuunrakkudesse võib potentsiaalselt leevendada allergeenide poolt esile kutsutud astmahoo sümptomeid.

Rauda vajavad immuunrakud

Astmahoo ajal aktiveerivad kahjutud allergeenid kopsudes immuunrakke, mida nimetatakse ILC2-deks (sisemised lümfoidrakud tüüp 2). See põhjustab nende paljunemist ja suures koguses tsütokiinide, immuunrakkude kommunikatsiooniks kasutatavate virgatsainete, vabanemist, põhjustades soovimatut põletikku. Tulemuseks on sellised sümptomid nagu köha ja vilistav hingamine, mis tekitab tunde, nagu oleksid hingamisteed ahenenud.

Raua rolli hindamiseks ILC2 funktsioonis kopsudes viisime laboris läbi rea katseid ILC2-ga. Seejärel valideerisime oma tulemused allergilise astmaga hiirtel ja erineva raskusastmega astmaga patsientidel.

Eksperimentaalsed tulemused

Esiteks avastasime, et ILC2 rakud kasutavad raua omastamiseks valku nimega transferriini retseptor 1 (TfR1). Kui me selle valgu ILC2 rakud aktiveerimise ajal blokeerisime, ei saanud rakud rauda kasutada ega suutnud enam paljuneda ja põletikku tekitada nii tõhusalt kui varem.

Seejärel kasutasime kemikaali nimega raua kelaatorit, et takistada ILC2-l rauda omastamast. Raua kelaatorid on nagu raua supermagnetid ja neid kasutatakse meditsiiniliselt seisundite raviks, mille korral kehas on liiga palju rauda.

Kui me võtsime ILC2-delt kelaatoriga raua ära, olid rakud sunnitud oma ainevahetust muutma ja lülituma ümber teistsugusele energia hankimise viisile, näiteks sportautolt jalgrattale üleminekul. Rakud ei olnud enam nii tõhusad kopsupõletiku tekitamisel.

Järgmisena piirasime ILC2 aktiivsuse tõttu tundlike hingamisteedega hiirtel rakulise raua hulka. Tegime seda kolmel erineval viisil: pärssides TfR1, lisades raua kelaatorit või indutseerides madalat üldist rauasisaldust sünteetilise valguga, mida nimetatakse mini-heptsidiiniks. Kõik need meetodid aitasid vähendada hiirte hingamisteede hüperaktiivsust, mis tegelikult vähendas nende astmasümptomite raskust.

Lõpuks uurisime astmahaigete rakke. Märkasime midagi huvitavat: mida rohkem oli nende ILC2 rakkudel TfR1 valku, seda hullemad olid nende astmasümptomid. Teisisõnu, raual oli astma raskusastmes suur roll. TfR1 blokeerimine ja raua kelaatorite kasutamine vähendas ILC2 proliferatsiooni ja tsütokiinide tootmist, mis viitab sellele, et meie hiirte leiud on rakendatavad ka inimese rakkudele. See tähendab, et saame need leiud laborist kliinilistesse uuringutesse võimalikult kiiresti viia.

Rauaravi astma korral

Raud on nagu orkestri dirigent, mis annab immuunrakkudele, näiteks ILC2-le, teada, kuidas astmahoo ajal käituda. Ilma piisava rauata ei saa need rakud nii palju probleeme tekitada, mis võib tähendada vähem astmasümptomeid.

Järgmisena töötame selle nimel, et sihtida patsiendi immuunrakke astmahoo ajal. Kui suudame vähendada ILC2-dele kättesaadava raua hulka ilma organismi üldist rauasisaldust vähendamata, võib see viia uue astmaravi väljatöötamiseni, mis tegeleb haiguse algpõhjusega, mitte ainult sümptomitega. Praegused ravimeetodid suudavad sümptomeid kontrolli all hoida, et patsiente elus hoida, kuid need ei ravi haigust ennast. Rauapõhised ravimeetodid võivad pakkuda astmahaigetele paremat lahendust.

Meie avastus ei ole rakendatav ainult astma puhul. See võib olla pöördepunkt ka teiste ILC2-dega seotud haiguste, näiteks ekseemi ja II tüüpi diabeedi puhul. Kes oleks osanud arvata, et raud võib olla immuunsüsteemi jaoks nii oluline?

Töö tulemusi on üksikasjalikult kirjeldatud ajakirjas The Conversation avaldatud artiklis.