captcha image

Hasło zostanie wysłane na twojego e-maila.

O nieustannej wojnie podjazdowej wewnątrz naszych ciał i o tym, że DNA występuje w niej w roli sieci paraliżującej przeciwnika, pisze dla nas gościnnie dr Mariusz Gogól z Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego.

W naszych organizmach trwa ciągła walka między komórkami odpornościowymi a atakującymi nas mikroorganizmami. Obie strony konfliktu stosują wyrafinowaną broń, jednak komórki odpornościowe posiadły niezwykłą zdolność do tworzenia struktur przypominających sieci. Tworzą z nich pułapki zdolne są do uwięzienia i zabicia atakującego nas mikroba. Jednak z drugiej strony taka superbroń – pozostawiona bez kontroli albo użyta w nieodpowiednim momencie -może wywołać poważne straty w naszym organizmie.

Imponujący arsenał

Zmienna pogoda. Raz deszcz, raz śnieg. W czasie dnia temperatura wzrasta powyżej zera, wieczorem znów spada. To idealny czas na chorobę i przymusowy odpoczynek. Wtedy, kiedy ty chowasz się pod kołdrą jak w okopie, popijasz ciepłą herbatę i nie masz siły wstać z łóżka, twoje komórki odpornościowe przystępują do akcji.

Do pierwszej lini obrony przeciwko szturmującym cię drobnoustrojom należą neutrofile, których w 1 ml krwi jest średnio 5 mln. Te niewielkie komórki o charakterystycznie podzielonym, przypominającym koraliki jądrze komórkowym, odgrywają bardzo istotną rolę w utrzymaniu twojej odporności. Jak ważną pełnią funkcję, widać u osób mających ich obniżoną liczbę, co nazywa się neutropenią. U takich pacjentów szybko rozprzestrzeniające się zakażenia stanowią poważne zagrożenie życia.

W normalnych warunkach neutrofile, broniąc nas przed drobnoustrojami, używają sporego arsenału broni. Do niedawna znaliśmy głównie fagocytozę. Jest to proces, w którym neutrofil wchłania bakcyla we wgłębieniu tworzącym się na powierzchni komórki. Uzupełnieniem tego mechanizmu jest wybuch tlenowy. Polega on na bombardowaniu połkniętego bakcyla przez uwolnione, bardzo reaktywne cząsteczki. Molekuły te są w stanie uszkodzić mikroorganizm, prowadząc do jego śmierci.

Stosunkowo niedawno poznanym mechanizmem obronnym przeciwko wielu chorobotwórczym mikroorganizmom są wspomniane wcześniej sieci znane jako zewnątrzkomórkowe pułapki neutrofilowe. Struktury te mogą być uwalniane przez neutrofile bezpośrednio w kontakcie z atakującym nas wrogiem. Efektem takiego spotkania jest szereg reakcji wewnątrz komórki odpornościowej, których skutki możemy obserwować pod mikroskopem. Główną naszą uwagę przykuwa jądro komórkowe zatopione w cytoplazmie, czyli galaretowatym wypełnieniu komórki. Podczas tworzenia pułapek ulega ono rozpadowi. Obecny w nim materiał genetyczny, w postaci DNA, wcześniej zwarcie upakowany, zostaje szybko rozpleciony na skutek skomplikowanych reakcji biochemicznych. Cała zawartość jądra miesza się z cytoplazmą. Rozpadowi ulegają również pływające w niej drobne pęcherzyki, które bogate są w różne białka zdolne są do zabicia intruza. Na samym końcu tych komórkowych przygotowań sieci utworzone z DNA po udekorowaniu wspomnianymi cząsteczkami zostają wyrzucone na zewnątrz. Neutrofil po uwolnieniu pułapek umiera. Jednak to poświęcenie się opłaca. Rozpostarte pułapki zabijają naszych wrogów, hamując rozszerzanie groźnych infekcji.

Batkerie z rodzaju Shigella uwięzione w sieci wytworzonej przez neutrofile. Fot. Max Planck Institute for Infection Biology

Batkerie z rodzaju Shigella uwięzione w sieci wytworzonej przez neutrofile. Fot. Max Planck Institute for Infection Biology

Broń obosieczna?

Niestety w pewnych sytuacjach uwalnianie sieci neutrofilowych może powodować niekorzystne dla naszego zdrowia skutki. Niektóre z mikrobójczych cząsteczek obecnych w pułapkach mogą nie tylko uszkadzać komórki patogenów, ale również będąc pozostawionymi bez kontroli, ranić nasze tkanki. Takie uszkodzone powierzchnie są łatwiejszym celem dla mikroorganizmów szukających nowych miejsc, które mogłyby zasiedlić.

W pewnych sytuacjach inne białka dekorujące sieci mogą zmieniać nieco właściwości różnych napotkanych cząsteczek gospodarza. Takie modyfikacje sprawiają, że rozpoznawane są one przez nasz organizm jako obce. Skutkuje to skierowaniem przeciwko nim odpowiedzi odpornościowej i rozwojem stanu zapalnego. Taki scenariusz spotykany jest np. w reumatoidalnym zapaleniu stawów. Jest to choroba uszkadzająca chrząstki i kości stawów, na którą do tej pory nie znaleziono lekarstwa. Wzmożona produkcja pułapek została pokazana również jako ważny czynnik w rozwoju łuszczycy czy stwardnienia rozsianego.

Pułapki w końcu pomagają czy szkodzą?

Tworzenie pułapek jest niezbędne do walki z patogenami. Jednak z drugiej strony podczas braku odpowiedniej regulacji mogą one narobić szkody w naszym organizmie. Niekiedy bardzo trudno jest wskazać jednoznacznie korzystne lub szkodliwe aspekty tworzenia pułapek neutrofilowych. Wynika to ze stopnia komplikacji tego procesu. Podobnie sprawa ma się również z innymi reakcjami obronnymi. Ich złożoność jest tak ogromna, że czasem istotne fakty pozostają przez nas niezauważone, jak to miało miejsce w przypadku samych pułapek neutrofilowych, które zostały odkryte dopiero w 2004 roku.

Autorem tekstu jest dr Mariusz Gogól z Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego. Wraz z nim bierzemy udział w programie Rzecznicy Nauki

Bibliografia:

Neutrophil extracellular traps (NETs): Double-edged swords of innate immunity

Mariana J. Kaplan, Marko Radic

 

Neutrophil extracellular traps (NETs) – formation and implications.

Zawrotniak M, Rapala-Kozik M.

 

Komórki plotą sieci z własnego DNA, by pokonać najeźdźców
5 (100%) 4 głosów

Czego u nas szukaliście?

  • x455

    Jak mało jeszcze wiemy o życiu…

Nie ma więcej wpisów