Prevoditelj Sandra Penco

Ana de Barros sa svojim izdanjem Korištenje slike dopustio/la Ana de Barros

Da li ste se ikada pitali što to znanstvenike oduševljava? Ana de Barros Instituta molekularne medicine u Lisabonu, Portugal, podijelila je s nama uzbuđenje oko istraživanja imunološkog sustava.

Nisam mogla ostati na mirna, kada je telefon zazvonio te mi je javljeno da će naš članak biti objavljen u Nature Immunology (Ribot et al, 2009), Iako je nekoliko ljudi u mojoj blizini razumjelo moju uzbuđenost, mnogima sam morala objasniti što to zapravo znači za nas: „To je kao kad glumac osvoji Oskara“.

Naš konkretni Oskar nije bio za najbolji film, glumca ili glazbu već za otkriće u imunologiji. Objavljivanje našeg rada u ovom prestižnom časopisu značilo je da ga kolege znanstvenici smatraju vrijednim pažnje te da će sad i drugi moći učiti iz njega i nadograđivati ga u zajedničkom cilju boljeg razumijevanja na koji način se naše tijelo bori protiv bolesti, a time i unapređivanja ljudske medicine. Smješteno na mojoj polici „naše“ izdanje može izgledati kao svaki drugi časopis, ali ono je za mene kao trofej u izložbenoj vitrini.

Predmet našeg istraživanja je razvoj vrste bijelih krvnih stanica, zvane T limfociti ili T stanice, u timusu. T limfociti se razlikuju od drugih limfocita po T- receptoru, molekuli na njihovoj površini koja prepoznaje antigen na specifičnom uljezu, kao što su bakterije ili virusi.

T stanice se općenito smatraju dijelom stečene imunosti jer ne eliminiraju samo uljeza (i stanice koje je napao), već proizvode i memorijske stanice. Kao što njihovo ime govori, ove stanice „pamte“ uljeza do kraja života, pa se taj imunološki odgovor vrlo brzo prilagođava situaciji: ako taj isti uljez ponovo napadne, memorijske stanice će ga prepoznati i uništiti. Tu stečenu imunost, koju imaju samo kralježnjaci, aktivira urođena imunost, nespecifični obrambeni sustav nađen u svim razredima biljaka i životinja. Urođena imunost je prva linija obrane: urođena reakcija na (i pokušaj uništenja) uljeza. Za razliku od stečene imunosti, urođena imunost ne daje dugotrajnu ili zaštitnu imunost, nego je to brži i općenitiji odgovor.

Ljudski timus. Reprodukcija litografske pločice iz dvadesetog američkog izdanja Grayove Anatomije ljudskog tijela (Gray's Anatomy of the Human Body), izvorno objavljeno 1918 Javno dostupna slika; izvor slike: Wikimedia Commons

Naš se rad fokusirao na specfičnom tipu T stanica, gama delta (γδ) T stanice, za koje se čini da su evolucijska poveznica između stečene i urođene imunosti. γδ T stanice tvore podtipove s različitim funkcijama, ovisno o tome u kojem su tkivu nađene i kakav specifičan receptor nose. Iako postoji sve veća suglasnost o važnosti γδ T stanica, malo je poznato o njihovom ponašanju ili razvoju, a znanstvenici do sada nisu otkrili bilo kakve molekularne markere koji se mogu upotrijebiti za identifikaciju pojedinih podtipova.

U našem istraživanju proučavali smo protein za koji smo smatrali da bi mogao biti potencijalni marker za jedan podtip γδ T stanica. Taj protein, nazvan CD27, je membranski receptor uključen u staničnu komunikaciju.

Kontrasna slika ljudske γδ Tstanice (crveno) kako napada tumorske stanice (žuto obojeno) Korištenje slike dopustio/la Bruno Silva-Santos' lab

Otkrili smo da su naše sumnje bile utemeljene: CD27 se može upotrijebiti za identificiranje određenog podtipa gd T stanica. Ipak ono što je bilo najzanimljivije u našem otkriću je da prisustvo ovog proteina ne određuje samo podtip gd T stanica već sudjeluje i u njihovom formiranju. Unutar timusa, nezrela T stanica, koja sazrijeva u prisutnosti CD27 (CD27+) stvara citokin interferon-gama (IFNg), dok stanice koje sazrijevaju bez CD27 (CD27-) proizvode primarno drugačiji citokin, interleukin-17(IL-17). Dakle, prisustvo ili odsustvo CD27 određuje kojem će podtipu gd T stanica pripasti (pogledajte ispod gornji dijagram).

Dva citokina IFNg i IL-17 imaju važnu ulogu u imunuloškom odgovoru, s izrazito različitim značajkama: one T stanice koje proizvode IFNg imaju presudnu ulogu u borbi protiv virusa i tumora, dok se one koje proizvode IL-17 dovode u vezu s autoimunim bolestima kao što je multipla skleroza.

gd T stanice imaju važnu ulogu u iniciranju brzog imunološkog odgovora protiv različitih parazita, uključujući i parazit malarije Plasmodium. U ljudi se taj parazit umnožava u jetri, zatim se širi u krvotok gdje inficira crvene krvne stanice koje nakraju i uništi. U težim slučajevima to može dovesti do začepljenja krvnih žila koje vode krv u mozak uzrokujući ono što je poznato kao cerebralna malarija. Mi smo željeli otkriti da li različiti podtipovi gd T stanica djeluju na ovaj rezultat različito: da li je jedan podtip T stanica bolji u sprečavanju cerebralne malarije od drugog? Da bismo analizirali ponašanje oba gd podtipa za vrijeme infekcije, koristili smo miša zaraženog s vrstom Plasmodium, kao modelom onoga što se dešava u ljudi. Usporedili smo dvije grupe miševa: prva grupa s CD 27 u većini stanica ( tako da većina njihovih stanica proizvodi IFNg) i druga genetički promijenjena grupa u kojoj su sve dozrijevajuće gd T stanice bez CD27- što znači da će proizvoditi manje IFNg. Obadvije grupe miševa inficirane su parazitom malarije i otkrili smo da CD27 doista utječe na razvoj cerebralne malarije.

Utjecaj CD27 na stvaranje gd T stanica. Kliknuti na sliku za povećanje Normalna, divlja vrsta miša ugiba znatno brže kada se inficira s Plazmodijem nego miševi s manjkom CD 27 (CD 27-). Kliknuti na sliku za povećanje Korištenje slika dopustio/la Ana de Barros

Miševi bez CD27 su manje obolijevali od cerebralne malarije vjerojatno zato što su proizvodili manje IFNg, koji je prisutan u upalama (pogledajte gore donji dijagram). Da li će se ovi nalazi koristiti u razvoju budućih lijekova protiv malarije - vjerojatno kroz manipulaciju ekspresije CD27, tako da stanice proizvode manje količine citokina koji uzrokuju upalu - to će se tek vidjeti.

Korištenje slike dopustio/la Ana de Barros

Ukratko, mi smo prvi opisali ulogu CD27 u nezrelim T stanicama u timusu i činjenica da je Nature Immunology odlučio objaviti naš članak potvrda je koliko su ova otkrića važna. Kao što je vođa našeg tima, Bruno Silva-Santos, objasnio: „ Mi sada istražujemo analogne procese u ljudskim stanicama. Naš dugoročni cilj je ... osposobiti se za manipuliranje [gd T stanicama] u terapeutske svrhe kao što je borba protiv autoimunih bolesti i raka”. Pred nama je još dosta posla, ali priznanje za ono što smo postigli podsjeća nas da se sve to isplati.

Još dugo vremena nakon što sam spustila slušalicu i završila s objašnjavanjem uzbuđenja koje sam osjećala, nisam mogla skinuti osmijeh s lica.

Literatura

Ribot JC, deBarros A, Pang DJ, Neves JF, Peperzak V, Roberts SJ, Girardi M, Borst J, Hayday AC, Pennington DJ & Silva-Santos B (2009) CD27 is a thymic determinant of the balance between interferon-g and interleukin 17-producing gd T cell subsets. Nature Immunology 10: 427-436. doi:10.1038/ni.1717

Internetske reference

w1 – Kako biste doznali više o Institutu molekularne medicine u Lisabonu, pogledajte: www.imm.fm.ul.pt

Izvori

Više o malariji doznajte na:

Hodge R (2006) Fighting malaria on a new front. Science in School 1: 72-75. www.scienceinschool.org/2006/issue1/malaria

Ranije objavljene članke u Science in School o najnovijim znanstvenim otkrićima potražite na: www.scienceinschool.org/cuttingedge

Ana de Barros je rođena 1983.g. u Lisabonu, a sa 19 godina seli se u Newacastle, UK, gdje je diplomirala genetiku. Ostala je u Ujedinjenom Kraljevstvu da napravi magisterij iz biomolekularne arheologije u Manchesteru. Nakon što je tri mjeseca radila u laboratoriju u Ateni, Grčka, istražujući matične stanice, Anna se 2007. godine vraća u Portugal gdje započinje doktorat iz imunologije na Institutu molekularne medicine u Lisabonu^w1. Zainteresirana je za znanstveno novinarstvo jer povezuje komunikaciju i znanost. Izvan laboratorija bavi se umjetnošću, svira gitaru u bendu, piše pjesme i pjeva. Često fotografira i uživa u putovanjima.