Un oscar in imunologie Understand article

radus de Siegrun Ștefana Zâncă. V-aţi întrebat vreodată care sunt motivele pentru entuziasmul cercetătorilor? Ana de Barros de la Instituto de Medicina Molecular din Lisabona ne împărtăşeşte cât este de palpitantă cercetarea sistemului imunitar.

Ana de Barros cu publicaţia ei
Prin bunăvoinţa Anei de Barros

Când a sunat telefonul si am aflat că articolul va fi publicat în Nature Immunology (Ribot et al, 2009), nu mai puteam sta liniştită. Cu toate că unii oameni din jurul meu mi-au înţeles agitaţia (isteria) a fost necesar să le explic multor altora semnificaţia publicării: „Este ca și cum un actor ar câştiga un Oscar!”

Oscarul nostru nu a fost pentru cel mai bun film, cel mai bun actor sau cea mai bună coloană sonoră, ci pentru o descoperire imunologică. Publicarea lucrării noastre în acest jurnal renumit înseamnă că a fost luată în considerare de către alţi colegi cercetători şi că alţii vor învăţa din ea şi o vor extinde, îndreptându-se spre ţelul comun de a înţelege felul în care corpul nostru luptă împotriva bolilor şi de a îmbunătăţii treptat medicina umană. Stând în raftul meu, numărul “nostru” pare ca şi orice alt exemplar, dar înseamna la fel de mult pentru mine ca şi un trofeu expus în vitrină.

Subiectul cercetării noastre este evoluţia în timus a unui tip de leucocite, numite limfocite T sau celule T. Limfocitele T se disting de alte limfocite prin prezenţa la suprafaţa lor a unei molecule, numită receptorul celulelor T, care recunoaşte antigenul unui corp strain, ca de exemplu o bacterie sau un virus.

Timusul uman. Reproducerea
unei litografii din ediţia a
20-a americana a revistei
Gray’s Anatomy of the
Human’s Body
; publicată în
1918

Imagine din Domeniul Public;
Sursa imaginii: Wikimedia
Commons

Celulele T sunt în general considerate parte a răspunsului adaptiv al sistemului imunitar, pentru că nu doar elimină un invadator (şi celulele invadate), ci produc celule de memorie. După cum le spune numele, aceste celule de memorie “îşi amintesc” de invadatorul respectiv atât timp cât animalul trăieşte, astfel acest răspuns imunitar se adaptează foarte rapid: dacă acelaşi invadator atacă din nou, celulele de memorie îl vor recunoaşte şi-l vor distruge. Acest răspuns adaptiv, pe care doar vertebratele îl posedă, este activat de răspunsul imunitar înnăscut, sistemul de apărare nespecific care se găseşte la toate clasele de animale şi plante.

Răspunsul imunitar înnascut este prima linie de apărare: reacţia iniţială împotriva (şi tentativa de eliminare a) invadatorilor. Spre deosebire de sistemul imunitar adaptiv, sistemul imunitar înnăscut nu conferă imunitate îndelungată sau protectoare, dar este un răspuns mai prompt şi mai general.

Imagine confocală a celulor
γδ T (roşu) umane atacând
celule tumorice (galben)

Prin bunăvoinţa laboratorului
Bruno Silva-Santos

Lucrarea noastră se concentrează asupra unui anumit tip de celulă T, celula gamma delta (γδ) T, care este considerată legatura în evoluţia de la răspunsul imunitar adaptiv la cel înnăscut. Celulele γδ T formează subtipuri cu funcţii diferite, depinzând de ţesutul în care se regăsesc şi de receptorul celular T specific pe care-l exprimă. Cu toate că există o aprobare unanimă crescândă asupra importanţei celulor γδ T, puţin este cunoscut despre comportamentul şi dezvoltarea acestora, iar oamenii de ştiinţă nu au găsit încă nici un fel de markeri care pot fi utilizaţi în identificarea diferitelor subtipuri.

În cadrul cercetării noastre, ne-am îndreptat atenţia asupra unei proteine care ar putea constitui un marker al unui subtip al celulor γδ T. Această proteină, numită CD27, este un receptor de membrană implicat în comunicarea celulară.

Am constatat că suspiciunile noastre au fost justificate: CD27 poate fi folosit pentru a identifica un subtip specific de celulă T. Dar cu mult mai interesant a fost descoperirea că prezenţa acestei proteine nu doar caracterizează acest subtip de celulă γδ T, ci îi dictează formarea. În timus precursorii celulelor γδ T care se maturizează în prezenţa lui CD27 (CD27+) produc o citochină numită interferon gamma (IFNγ), în timp ce celulele care se maturizează fără CD27 (CD27-) produc iniţial o citochină diferită, interleuchina 17 (IL-17). Prezenţa sau absenţa citochinei CD27 defineşte astfel cărui subtip îi va aparţine o celulă γδ T (vezi prima diagramă de mai jos).

Cele două citochine IFNγ şi IL-17 joacă un rol important în cadrul răspunsului sistemului imunitar, având consecinţe foarte diferite: acele celule care produc IFNγ vor juca un rol crucial în lupta împotriva viruşilor şi tumorilor, iar cele care produc IL-17 sunt asociate cu bolile autoimune, cum ar fi scleroza multiplă.

Influenţa lui CD27 asupra
formării celulelor γδ T. Apasă
pentru a mării imaginea
În mod normal, şoarecii de
tip sălbatic au murit mai
rapid, fiind infectaţi cu
Plasmodium, decăt şoarecii
CD27-deficienţi. Apasă
pentru a mării imaginea

Imagine obţinută prin
bunăvoinţa Anei de Barros

Celulele γδ T joacă un rol important în iniţierea unui răspuns imun rapid împotriva diferiţilor paraziţi, incluzând parazitul malariei Plasmodium. În (la) oameni, acest parazit se înmulţeşte în ficat, iar după aceea se răspândeşte în circuitul sanguin, infectând celulele roşii şi distrugându-le. În cazuri severe acest fapt poate duce la înfundarea vaselor sanguine care transportă sângele către creier, cauzând ceea ce se numeşte malarie cerebrală. Noi am fost interesaţi în a descoperi dacă diferitele tipuri de celule γδ T influenţează această evoluţie (consecinţă) în mod diferit: este un anumit subtip de celulă γδ T mai bun decât cealalt în a preveni malaria cerebrală?

Pentru a analiza comportamentul ambelor subtipuri γδ pe parcursul unei infecţii, am folosit, modelând astfel ceea ce se întâmplă în oameni, şoareci infectaţi cu o cultură de Plasmodium. Am comparat două grupe de şoareci: o grupă conţinând CD27 în majoritatea celulelor (astfel încât aproape toate celulele au produs IFNγ), şi o alta grupă modificată genetic, în care nici una dintre celulele γδ T în maturizare nu au conţinut CD27 – insemnând că au produs mai puţin IFNγ. Ambele grupe de şoareci au fost infectate cu parazitul malariei şi am constatat că CD27 pare într-adevăr a avea o influenţă asupra dezvoltării malariei cerebrale.

Şoarecii fără CD27 au suferit mai puţin de malarie cerebrală, probabil pentru că au produs mai puţin IFNγ, care este implicat în procese inflamatorii (vezi prima diagrama de mai jos). Rămâne de vazut dacă această descoperire poate fi folosită pentru medicamente viitoare împotriva malariei – poate prin manipularea expresiei lui CD27, astfel incât celulele vor produce mai puţine citochine pro-inflamatorii.We still have a lot of work ahead of us, but this recognition of what we have already achieved reminds us that it is all worth it.

Pe scurt, noi am fost cei dintâi care au descris o funcţie a lui CD27 în precursorii celulelor T în timus – iar faptul că Nature Immunology a decis să publice articolul nostru dovedeşte cât de importante sunt aceste descoperiri. Precum explică conducătorul nostru de grupă, Bruno Silva-Santos, „Noi învestigăm acum procesul analog în celule umane. Ţelul nostru îndelugat este să… fim capabili de a manipula [celulele γδ T ] în scopuri terapeutice, cum ar fi lupta împotriva bolilor autoimune şi a cancerului.”

Încă avem multă treabă, dar această recunoaştere a muncii de până acum ne reaminteşte că a meritat osteneala.

Mult timp după ce am închis telefonul și am terminat cu explicatul entuziasmului meu, nu am putut să ma opresc din zâmbit.

Download

Download this article as a PDF

References

  • 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

Web References

Resources

Pentru a învăţa mai multe despre malarie, vezi:

Author(s)

Ana de Barros a fost născută în Lisabona în 1983 şi la vârsta de 19 ani s-a mutat la Newcastle, Marea Britanie, unde a absolvit şcoala de genetică. A rămas in Marea Britanie să facă masteratul în archeologie biomoleculară. După ce a lucrat 3 luni într-un laborator din Atena, Grecia, cercetând celule stem, Ana s-a reîntors în Portugalia în 2007, unde şi-a început doctoratul în imunologie la Instituto de Medicina Molecular din Lisabona w1. Este interesată în jurnalismul ştiinţific deoarece aduce laolaltă ştiinţa şi comunicarea. În afara laboratorului este foarte implicată în artă şi face parte dintr-o formaţie, în cadrul căreia compune cântăce şi cântă la chitară şi din voce. Ana fotografiază mult şi îi place să călătorească.


Review

Imunologia este încă o ştiinţă dinamică, cu cât mai mult este descoperit despre implicarea diferitelor tipuri de celule şi moleculelor de signal. În momentul de faţă malaria cerebrală la oameni este foarte dificil de tratat. Un subtip specific de celulă T şi molecula de signal CD27 sunt implicate in dezvoltarea malariei cerebrale la şoareci iar această cercetare ar putea avea implicaţii în tratarea acestei boli la oameni. Folosind acest articol ca şi fundament ar putea stârni o discuţie despre tratamentul şi extirparea malariei, despre imunologia de bază, manipularea genetică a şoarecilor si dacă experimentele cu animale sunt corecte. Ar putea fi folosit pentru comprehensiune cu alte întrebări puse pentru a testa înţelegerea imunologiei de către elevii de liceu.


Shelley Goodman, Marea Britanie




License

CC-BY-NC-ND