Mecanism nou descoperit în NETosis: presiunea osmotică generată de dezmembrarea cromatinei
Un studiu publicat în Nature Communications dezvăluie un mecanism fundamental prin care celulele imunitare își eliberează ADN-ul pentru a prinde agenți patogeni. Echipa condusă de Hawa Racine Thiam, profesor asistent de bioinginerie la Universitatea Stanford, a descoperit că dezmembrarea cromatinei din interiorul nucleului generează o creștere a presiunii osmotice care duce la umflarea și ruperea membranei celulare.
NETosis este un proces extrem prin care anumite celule imunitare explodează și eliberează ADN-ul pentru a captura invadatori. Deși esențial în eliminarea infecțiilor, acest proces contribuie și la bolile autoimune. Până acum, ordinea evenimentelor și factorii declanșatori erau slab înțelese.
Cercetătorii au descoperit că proteinele care înfășoară ADN-ul – H1 și HP1α – se eliberează treptat din cromatină în timpul NETosis. Această eliberare crește concentrația de molecule proteice în nucleu, declanșând un influx de apă prin canalele ionice de la suprafața celulei. Apa pătrunde până când membrana cedează, asemenea unui balon umflat prea mult.
Experimentele au confirmat că modificarea concentrației de săruri din mediul extern influențează viteza de rupere. Când lichidul exterior avea o concentrație mai mică de săruri decât normal, apa a pătruns mai rapid și celula a explodat mai repede. Când concentrația externă era mai mare, apa a ieșit din celulă, prevenind ruperea.
Echipa a demonstrat că blocarea canelelor ionice oprește NETosis chiar și după ce cromatina începe să se dezmembreze. Această descoperire sugerează că medicamentele care țintesc aceste canale ar putea preveni NETosis excesiv în bolile autoimune.
„Schimbarea modului în care ADN-ul este ambalat modifică mecanica și soarta celulei prin fizică, nu prin genetică”, a explicat Thiam. Cercetătorii au reușit să inducă umflarea și în celule care nu realizează în mod normal NETosis, demonstrând că mecanismul poate fi manipulat.
„Odată ce înțelegem procesul, putem începe să imaginăm cum să-l inginerim: să facem o celulă canceroasă să explodeze, să prevenim NETosis excesiv sau chiar să folosim celulele imunitare pentru a livra medicamente la locul infecției”, a adăugat Thiam.
