Odkrycie przeciwciał może zaowocować innowacjami terapeutycznymi
Przeciwciała to kluczowe składniki układu odpornościowego, które krążą w krwiobiegu. Ich zadaniem jest rozpoznawanie obcych substancji, takich jak bakterie i wirusy, i wiązanie się z nimi. Neutralizuje to zdolność patogenu do wiązania się z receptorami komórek gospodarza. „Istnieje jednak enigmatyczna klasa przeciwciał, które nie wiążą się z patogenami”, wyjaśnia koordynator projektu CoBABATI Jordan Dimitrov z francuskiej firmy Inserm. „Zamiast tego wiążą się z tak zwanymi związkami o niskiej masie cząsteczkowej”.
Wiązanie z cząsteczkami o niskiej masie cząsteczkowej
Wiele z tych związków to współczynniki – związki niezbędne do funkcjonowania komórek. Dimitrov chciał lepiej zrozumieć, dlaczego pewien podzbiór przeciwciał wiąże się z tymi cząsteczkami zamiast z patogenami. W szczególności chciał dowiedzieć się więcej o wpływie hemu, współczynnika zawierającego żelazo, który jest syntetyzowany w szpiku kostnym i wątrobie, na przeciwciała. Związek ten jest prekursorem hemoglobiny, kluczowego składnika czerwonych krwinek. Hemoglobina jest odpowiedzialna za przenoszenie tlenu do organizmu i nadaje krwi charakterystyczny czerwony kolor. „Przeciwciała wiążą się z hemem; co więcej, to wiązanie zmienia również ich funkcję”, wyjaśnia Dimitrov. „Chciałem poznać konsekwencje tych interakcji, dowiedzieć się, dlaczego w ogóle potrzebujemy tych przeciwciał i czy można je wykorzystać w terapiach nowej generacji”.
Ocena wpływu na obronę przed patogenami
Punktem wyjścia dla projektu CoBABATI, finansowanego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych, było odkrycie występowania w organizmie przeciwciał zdolnych do wiązania się z hemem. Zespół odkrył, że od 10 % do 20 % wyizolowanych ludzkich przeciwciał było do tego zdolnych. „Następnie chcieliśmy zrozumieć, jak ta interakcja działa na poziomie molekularnym”, mówi Dimitrov. „Byliśmy w stanie wymodelować miejsce wiązania i zidentyfikować, gdzie przeciwciała wiążą się z hemem i co dzieje się z cząsteczką w wyniku tego procesu”. Kluczowym pytaniem było, jaki wpływ ma to wiązanie na obronę przed patogenami. Jednym z intrygujących wyników badań nad wirusami było to, że niektóre przeciwciała nie były w stanie związać się z patogenem bez uprzedniego związania się z hemem. Sugeruje to, że nabywają one zdolność do wiązania się z wirusem tylko wtedy, gdy obecny jest hem. Z drugiej strony, badanie wykazało również, że po związaniu się z hemem niektóre przeciwciała zaczęły wiązać się z białkami gospodarza, wyzwalając autoreaktywność, czyli stan, w którym układ odpornościowy atakuje organizm. „Nie znamy jeszcze ostatecznej równowagi między tymi korzystnymi i szkodliwymi skutkami”, mówi Dimitrov.
Czynnik ewolucyjny stojący za „enigmatycznymi przeciwciałami”
Ostatnim pytaniem postawionym w ramach projektu było to, dlaczego wyewoluowaliśmy przeciwciała, które celują w hem zamiast w patogeny. Dimitrov uważa, że może to być spowodowane tym, że poza czerwonymi krwinkami hem może szkodzić organizmowi – jest prooksydantem i powoduje stany zapalne. Możliwe więc, że niektóre przeciwciała chronią organizm przed szybkim niekontrolowanym uwalnianiem współczynników, takich jak hem, co mogłoby być szkodliwe w przypadku interakcji z innymi komórkami. Ta wiedza może utorować drogę do możliwych ulepszonych terapii ukierunkowanych na choroby hemolityczne, które uszkadzają komórki krwi, takie jak malaria i anemia sierpowata, poprzez skuteczniejsze usuwanie toksyn z krwiobiegu i ochronę przed stanami zapalnymi. Ponadto u niektórych pacjentów z rakiem występują również powikłania hemolityczne. Zrozumienie interakcji między przeciwciałami terapeutycznymi stosowanymi w leczeniu raka a hemem może pomóc w zapewnieniu lepszej skuteczności przyszłych terapii.
Słowa kluczowe
CoBABATI, przeciwciała, terapeutyki, układ krwionośny, rak, bakterie, wirusy
