Semnalele lipidice ajută celulele să repare daunele provocate de atacurile bacteriene
Celulele epiteliale formează prima linie de apărare a organismului, menținând microorganismele, toxinele și alte substanțe dăunătoare în afara corpului. Cu toate acestea, aceste celule protectoare sunt expuse constant amenințărilor, inclusiv infecțiilor microbiene. Unele bacterii produc toxine formatoare de pori care se pot oligomeriza și acționează ca niște burghie microscopice, perforând membrana plasmatică a celulei. Dacă acești pori nu sunt reparați rapid, celulele pot pierde conținut vital, pot suferi daune interne și, în cele din urmă, pot muri.
Pentru a investiga modul în care celulele răspund la aceste daune, cercetătorii de la Universitatea Juntendo s-au concentrat asupra unui sistem de semnalizare care implică 12-HHT, un mediator lipidic bioactiv, și BLT2, un receptor întâlnit în principal pe celulele epiteliale. Studiul a fost publicat online în Journal of Cell Biology.
Mecanismul de reparare a membranei celulare
Cercetătorii au folosit celule epiteliale pulmonare umane, celule epiteliale renale canine și keratinocite epidermice cutanate primare de șoarece, comparând celule cu expresie naturală, crescută sau absentă a BLT2. Au indus daune membranare folosind pneumolizină, streptolizină O, α-hemolizină sau digitonină și au evaluat leziunile membranare, scurgerile și supraviețuirea celulară prin microscopie, coloranți fluorescenti, teste de eliberare a LDH și teste de viabilitate.
Rezultatele au arătat că BLT2 ajută celulele epiteliale să supraviețuiască după deteriorarea membranelor. Celulele cu semnalizare BLT2 intensificată au prezentat mai puține scurgeri membranare, mai puține daune vizibile, o sănătate mitocondrială mai bună și rate de supraviețuire mai ridicate. În schimb, celulele lipsite de BLT2 au fost mai predispuse la ruptură și moarte. Beneficiul BLT2 a fost observat cu toate toxinele testate, sugerând că face parte dintr-un sistem general de reparare a membranei.
Două acțiuni de reparare declanșate de influxul de calciu
Studiul a arătat că BLT2 nu împiedică toxinele să se atașeze de celulă. În schimb, ajută celulele să răspundă după producerea leziunii. Influxul de calciu prin porii membranari a declanșat producția de 12-HHT. Acesta a activat apoi BLT2 și a lansat două acțiuni majore de reparare.
În primul rând, BLT2 a ajutat celulele să desprindă bucățile deteriorate de membrană, inclusiv porii toxinelor, în vezicule mici numite vezicule extracelulare. În al doilea rând, BLT2 a activat Rac1, care a reorganizat actina, scheletul de susținere intern al celulei, pentru a întări și remodela celula afectată. Blocarea fie a eliberării veziculelor, fie a reparării actinice conduse de Rac1 a eliminat efectul protector al BLT2.
Perspective terapeutice
Prin identificarea căii 12-HHT/BLT2 ca regulator al reparării membranei plasmatice, cercetarea evidențiază că, pe lângă țintirea agentului patogen sau a toxinei, ar putea fi posibilă și consolidarea capacității celulelor gazdă de a rezista și repara daunele membranare.
Pe termen lung, aceste cunoștințe ar putea contribui la dezvoltarea unor abordări terapeutice direcționate către gazdă pentru boli infecțioase și alte afecțiuni asociate cu leziuni ale membranei plasmatice.
Studiul identifică calea 12-HHT/BLT2 ca un sistem de urgență pentru repararea membranei, care ajută celulele epiteliale să elimine membrana deteriorată, să-și restabilească structura internă și să supraviețuiască atacului bacterian. Descoperirea oferă o nouă perspectivă asupra modului în care celulele se protejează după ce prima lor linie de apărare, membrana plasmatică, a fost străpunsă.
