Raziskovalci Kemijskega inštituta razkrivajo mehanizem začetka vnetja

Znanstveniki s Kemijskega inštituta so odkrili nove podrobnosti v procesu začetka vnetja preko proteina NLRP3. »Raziskovalci so odkrili, da velik del tega proteina ni potreben za zaznavanje nevarnosti in prispevali k razumevanju mehanizma uravnavanja tvorbe inflamasoma, kar je pomembno za vnetne procese. Ker igra NLRP3 pomembno vlogo v številnih uničujočih in neozdravljivih boleznih, kot je Alzheimerjeva bolezen, je odkritje podlaga za razvoj novih terapij in diagnostičnih metod,« so o raziskavi, objavljeni v ugledni znanstveni reviji Nature Communications, povedali na Kemijskem inštitutu. 

Vnetje je posledica okužbe z mikroorganizmi, lahko pa do vnetja pride tudi zaradi poškodb tkiva ali zaradi škodljivih delcev in spojin iz okolja. Za nastanek vnetja je ključen naravni imunski odziv, ki predstavlja prvo obrambno črto organizma, lahko pa je vnetje tudi škodljivo; kronično vnetje lahko vodi do raka ali degenerativnih bolezni, ki so povezane s staranjem. 

Senzorji naravne imunosti, ki zaznavajo posebne molekulske vzorce, skupne patogenom, sprožijo vnetni odziv in očistijo telo okužbe še preden se aktivira pridobljena imunost. V nekaterih primerih pa ti senzorji zaznajo lastne molekule in  obrambni igralci se spremenijo v napadalce na lastni gol. 

Kaj je protein NLRP3?

NLRP3 je pomemben senzor naravne imunosti, ki v notranjosti človeških celic zaznava širok nabor nevarnih vplivov, a ima tudi škodljivo vlogo. Protein sicer zaznava okužbo, vendar ga predvsem zaznamuje njegova patološka vloga. Najbolj neposredni dokazi o škodljivi vlogi NLRP3 prihajajo iz skupine bolezni, ki se razvijejo zaradi mutacij v genu za NLRP3, so pojasnili na Kemijskem inštitutu. 



Vendar pa NLRP3, ki ob aktivaciji tvori inflamasom, povzroča vnetje tudi pri boleznih, kot sta diabetes in Alzheimerjeva bolezen, in vedno več dokazov kaže, da je NLRP3 povezan z drugimi s staranjem povezanimi stanji. NLRP3 poleg mikrobov zazna tudi molekule, ki so posledica onesnaženega okolja, kar v celicah sproži podoben odziv. »Lahko bi rekli, da NLRP3 zazna, da se celica ne počuti dobro in se odzove z vnetjem in celo sproži celični samomor, kar opozori druge celice na pretečo nevarnost.« 

Kako pa pride do aktivacije inflamasoma NLRP3, je precejšnja neznanka, ki so jo skušali razsvetliti na Kemijskem inštitutu. 

Raziskovalci Odseka za sintezno biologijo in imunologijo Kemijskega inštituta, ki ga vodi prof. Roman Jerala, so zdaj naredili pomemben korak k razumevanju vloge posameznih delov proteina NLRP3 in mehanizma njegove aktivacije. V nasprotju s splošnim prepričanjem med znanstveniki na tem področju so pokazali, da velik del tega proteina ni pomemben niti za prepoznavanje niti za aktivacijo, kar omogoča bolj natančno določitev tarče za protivnetna zdravila. Ugotovili so tudi druge podrobnosti v mehanizmu aktivacije tega proteina.

Dr. Iva Hafner Bratkovič, ki je imela glavno vlogo pri tem odkritju, je povedala: »Ta raziskava je nadgradnja naših preteklih raziskav o izvoru vnetja pri nevrodegenerativnih boleznih. NLRP3 je ključen igralec naravne imunosti pri kroničnem vnetju, saj je bila njegova vloga pokazana v veliko različnih boleznih, od srčno-žilnih do nevrodegenerativnih bolezni. Razvoj učinkovitih in varnih zaviralcev inflamasoma NLRP3, ki bi selektivno zavrli le to pot, lahko vodi  k zelo pomembnim zdravilom«.

Rezultati raziskave, ki jo je finančno podprla Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije, so bili objavljeni v reviji Nature Communications.