Το άρωμα χύνεται από τα πολυάσχολα οδοφράγματα, τις σπασμένες ερμάρια κρέατος και τις σφοδρές σκηνές του εγκλήματος. είναι το μυρωδιά της υποσυνείδησης της σάπιας σάρκας. Παρά το σάπιο άρωμά του, η χημική ένωση μπορεί να εξυπηρετήσει έναν σημαντικό σκοπό στο ζωντανό ανθρώπινο σώμα, σύμφωνα με νέα έρευνες.
Η ένωση, γνωστή ως putrescine, αναστέλλει έναν μετασχηματισμό σε ορισμένα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος που βοηθά τους να καταβροχθίζουν τους νεκρούς ιστούς στο σώμα, σύμφωνα με νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στις 30 Ιανουαρίου στο περιοδικό Cell Metabolism. Αυτό, με τη σειρά του, θα μπορούσε να βοηθήσει τον οργανισμό να αποτρέψει τις καρδιακές παθήσεις.
Οι συγγραφείς μελέτησαν τόσο τα κύτταρα του ανθρώπου όσο και τα ποντίκια, καθώς και τα ζωντανά ποντίκια, για να αποκαλύψουν πώς αυτά τα ανοσοκύτταρα, που ονομάζονται μακροφάγα, συνθέτουν το putrescine από τα αφομοιωμένα, παραμένουν γύρω στις κοιλιές τους.
Εάν η τροφοδοσία τους με putrescine είναι σύντομη, οι μακροφάγοι αγωνίζονται να καταναλώσουν επιπλέον κύτταρα, αφήνοντας τα πτώματα να συσσωρεύονται, να διασπώνται και να εξαντλούν επιβλαβείς ουσίες στο σώμα. Οι νεκροί ιστοί που διαρρέουν τοξικές ουσίες μπορούν να προκαλέσουν φλεγμονή και να συμβάλλουν σε ασθένειες, συμπεριλαμβανομένης της αθηροσκλήρωσης, στις οποίες σχηματίζονται λιπώδεις πλάκες στις αρτηρίες και μπορεί να εκραγούν, προκαλώντας καρδιακές προσβολές ή εγκεφαλικό επεισόδιο.
Αυτά τα «νεκρωτικά» κύτταρα που παρουσιάζουν διαρροή είναι "πραγματικά χαρακτηριστικό γνώρισμα του τι διαφοροποιεί τις σχετικά καλοήθεις αθηροσκλήρυνες αλλοιώσεις από εκείνες που προκαλούν ασθένεια", ο ανώτερος συγγραφέας Δρ. Ira Tabas, καθηγητής παθολογίας και κυτταρικής βιολογίας στο Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons, είπε στην Live Science. Η Putrescine είναι μόνο ένα μέλος της ομάδας νοικοκυριού του σώματος, αλλά η κατανόηση του ρόλου της στον κυτταρικό καθαρισμό θα μπορούσε κάποια μέρα να βοηθήσει τους γιατρούς να θεραπεύσουν την αθηροσκλήρωση και πολλές άλλες ασθένειες, όπως οι αυτοάνοσες ασθένειες και ο καρκίνος.
"Η ικανότητα των μακροφάγων να τρώνε πολλαπλά νεκρά κύτταρα είναι πολύ, πολύ σημαντική για την αποφυγή αυτών των προβλημάτων", είπε. Υπολογιζόμενα δισεκατομμύρια "αν όχι τρισεκατομμύρια" κυττάρων πεθαίνουν καθημερινά στο σώμα μας, καθιστώντας το πτώμα του πτωχού ένα απολύτως κρίσιμο συστατικό της καθημερινής μας υγείας. "Η βάση αυτής της μελέτης ήταν να καταλάβουμε τι συμβαίνει μετά τη λήψη του πρώτου νεκρού κελιού", δήλωσε ο Tabas.
Μπουφές με πτώματα
Η διαδικασία εκκαθάρισης νεκρών κυττάρων από το σώμα ονομάζεται εξερρόκυτο, ένας όρος που προέρχεται από τη λατινική φράση "να μεταφερθεί στον τάφο", σύμφωνα με μια δήλωση που περιγράφει τη νέα μελέτη. Τα μακροφάγα υπερέχουν στην καταπόνηση και την πέψη κυτταρικών πτώσεων. Άλλα κύτταρα βοηθούν στην απομάκρυνση του πεθαμένου και νοσούντος ιστού όταν είναι απαραίτητο, αλλά οι μακροφάγοι κάνουν τη ζωή τους να τσακίζει κυτταρικά συντρίμμια.
Ένα μεμονωμένο μακροφάγο πρέπει συχνά να καθαρίσει δεκάδες κύτταρα, αν όχι περισσότερα, για να διατηρήσει την εξερρόκυττα λειτουργία ομαλά, είπε ο Δρ Nicholas Leeper, καθηγητής αγγειακής χειρουργικής στο Πανεπιστήμιο του Πανεπιστημίου του Stanford που δεν συμμετείχε στη μελέτη. Αλλά κανείς δεν ήξερε πώς ένα και μόνο μακροφάγο θα μπορούσε να πάρει ένα τέτοιο φόρτο εργασίας. "Είναι πάντα ένα μυστήριο", είπε.
Η εξάπλωση αυτού του μυστηρίου μπορεί να είναι κρίσιμη για τη θεραπεία των ατόμων με αθηροσκλήρωση, λέει ο Leeper στο Live Science. Τα στοιχεία υποδηλώνουν ότι η εξερκύτωση καθίσταται ελαττωματική στις αρρωσμένες αρτηρίες, αφήνοντας τις πλάκες στήριξης να γίνουν ασταθείς και διαρρεύσιμες, σύμφωνα με μια επισκόπηση του 2017 στο περιοδικό Circulation. Μόλις ραγίσει μια πλάκα, οι πρωτεΐνες που απομονώθηκαν στο εσωτερικό της δομής ξεσηκώθηκαν και σηματοδότησαν ένα στρατό των αιμοπεταλίων για να συγκεντρωθούν στην περιοχή. Τα αιμοπετάλια αντιλαμβάνονται τη ρήξη ως τραύμα που χρειάζεται να πήξει, αλλά στην πραγματικότητα τα ίδια τα αιμοπετάλια καταλήγουν να φράσσουν την αρτηρία, οδηγώντας σε εγκεφαλικό επεισόδιο, καρδιακή προσβολή ή αιφνίδια καρδιακή ανακοπή, είπε ο Τάμπα.
«Είναι το πώμα αιμοπεταλίων που μας κάνει να κάνουμε», σημείωσε ο Tabas. Η αποκατάσταση της εξαντίδωσης σε υγιή επίπεδα θα μπορούσε θεωρητικά να αποτρέψει τον θάνατο του ιστού και τη ρήξη της πλάκας, αλλά οι επιστήμονες πρέπει πρώτα να καταλάβουν πόσο πλήρως λειτουργικοί μακροφάγοι καταναλώνουν τόσα πολλά κύτταρα.
Έτσι, ο Tabas και οι συνεργάτες του διοργάνωσαν δείπνο για ανθρώπινους μακροφάγους, με ένα μπουφέ με νεκρά κύτταρα.
Για να αρπάξουν το γεύμα, οι μακροφάγοι χρησιμοποιούν μια πρωτεΐνη που ονομάζεται Rac1 για να κατασκευάσουν υαλοειδή νήματα που εκτείνονται από το σώμα τους. Τα νημάτια μανδαλώνονται σε κυτταρικά πτώματα και τα βυθίζουν στο μακροφάγο, όπου τα νεκρά κύτταρα στη συνέχεια διασπώνται στα συστατικά μέρη τους. Κατά την κατανάλωση αυτού του σνακ, ο μακροφάγος χωνεύει επίσης κάποιες από τις δικές του πρωτεΐνες Rac1. Το υπόλοιπο Rac1 πρέπει να αναζωογονηθεί πριν το μακροφάγο να μπορέσει να πάρει ένα άλλο γεύμα, η ομάδα βρήκε - αλλά πρώτα, το κύτταρο απαιτεί κάτι για να αναγκάσει την όρεξή του.
Αποδεικνύεται ότι το πρώτο γεύμα που καταβροχθίζεται από ένα μακροφάγο βοηθάει το κελί να τρώνε όλο και περισσότερο. Οι πρωτεΐνες στα νεκρά κύτταρα διασπώνται σε μεμονωμένα αμινοξέα, συμπεριλαμβανομένης της μιας που ονομάζεται αργινίνη. Ένα ένζυμο καταλαμβάνει την αργινίνη, το μετασχηματίζει σε ένα μόριο που ονομάζεται ορνιθίνη και μετά περνά αυτό το προϊόν σε ένα δεύτερο ένζυμο. Η ορνιθίνη μετατρέπεται σε putrescine, η οποία, με τη σειρά της, θέτει σε κίνηση μια αλυσιδωτή αντίδραση που οδηγεί κάθε εναπομείναντα Rac1 να αναποδογυρίσει και να κατασκευάσει νήματα πιο αποτελεσματικά από πριν. Το ramped-up Rac1 επιτρέπει στο μακροφάγο να πάει μετά από περισσότερα τρόφιμα.
Αξιοποίηση των πεινασμένων μακροφάγων
Η ομάδα προσπάθησε να εμποδίσει την παραγωγή της putrescine σε ανθρώπους και ποντικούς μακροφάγους και διαπίστωσε ότι τα κύτταρα δεν θα μπορούσαν πλέον να καταναλώνουν πολλαπλά γεύματα σε μια συνεδρίαση. Οι ερευνητές αναρωτήθηκαν πόσο χαμηλά επίπεδα πουτρεσκίνης μπορεί να συμβάλουν στην αθηροσκλήρωση. Σε ένα μοντέλο ποντικού της νόσου, η ομάδα διαπίστωσε ότι τα ζώα με προχωρημένα συμπτώματα δεν είχαν ένα βασικό συστατικό στη γραμμή παραγωγής της putrescine: το ένζυμο που μετατρέπει αργινίνη σε ορνιθίνη, γνωστή ως αργινάση-1.
Σε μια προσπάθεια να θεραπεύσουν τα ζώα, η ομάδα πρόσθεσε χαμηλές δόσεις putrescine απευθείας στο πόσιμο νερό των ζώων. (Όταν διαλυθεί και παραδοθεί σε χαμηλές δόσεις, η υπερ-καστανή ένωση δεν εκπέμπει πλέον μια προσβλητική οσμή.) Μετά τη θεραπεία, οι μακροφάγοι ποντικών φαινόταν να καταναλώνουν κύτταρα πιο αποτελεσματικά και οι πλάκες των ζώων άρχισαν να συρρικνώνονται.
Για να συνδεθούν οι κουκίδες από τα ποντίκια στους ανθρώπους, η ομάδα εξέτασε επίσης μακροφάγα από άτομα με πρώιμη και προηγμένη αθηροσκλήρωση και σημείωσε παρόμοιο πρότυπο: Οι μακροφάγοι από εκείνους με την πιο προηγμένη ασθένεια ήταν εξοπλισμένοι με λιγότερη αργινάση-1. Δεδομένου ότι ο σχηματισμός της putrescine λειτουργεί πολύ παρόμοια σε ποντίκια και ανθρώπους, θεωρητικά, οι θεραπείες που χειρίζονται αυτό το σχηματισμό θα μπορούσαν να αντιμετωπίσουν την αθηροσκλήρωση.
«Δεν θα έδινα την putrescine ως θεραπεία», ειδικά, αλλά άλλες θεραπείες θα μπορούσαν να αναπτυχθούν για να ενισχύσουν την efferocytosis με άλλους τρόπους, είπε ο Tabas. Σε υψηλές δόσεις, η putrescine μπορεί να είναι τοξική για ανθρώπους και ζώα και να προκαλέσει γαστρεντερική δυσφορία, είπε. Το κύριο σημείο είναι ότι η εξερκύτωση, όταν εκτυλίσσεται σωστά, βοηθά στη διατήρηση της ανθρώπινης υγείας και την πρόληψη της νόσου, είπε ο Tabas.
Μπορεί να είναι πιθανό ότι "κάποιος θα μπορούσε να οδηγήσει τη μετατροπή των κυττάρων σε μια κατάσταση που θα προκαλούσε περισσότερη εξιδρωτότωση και επισκευή των κατεστραμμένων αρτηριών", δήλωσε στους ο Dr. Ira Goldberg, διευθυντής της Διεύθυνσης Ενδοκρινολογίας, Διαβήτη και Μεταβολισμού στην NYU Langone Health. Επιστήμη σε ένα ηλεκτρονικό ταχυδρομείο. "Πιο σημαντικό, αυτή η διαδικασία είναι πιθανό να είναι παρόμοια με αυτή που συμβαίνει σε άλλες καταστάσεις που ο κυτταρικός θάνατος", δήλωσε ο Goldberg, ο οποίος δεν συμμετείχε στη νέα μελέτη.
Για παράδειγμα, η έρευνα υποδηλώνει ότι η εξερκύτωση πάει στραβά σε αυτοάνοσες ασθένειες όπως ο λύκος, στον οποίο τα νεκρά κύτταρα συσσωρεύονται στους λεμφαδένες και διαταράσσουν τη λειτουργία των ανοσοκυττάρων. Τα καρκινικά κύτταρα αποφεύγουν να καταναλωθούν από μακροφάγα με την αποστολή των λεγόμενων μηνυμάτων "μην τρώμε", οπότε η ενίσχυση της εξιδρωτότητας στα σημεία του όγκου θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως στοχοθετημένη μορφή θεραπείας του καρκίνου. Προς το παρόν, όμως, η εικόνα για την εξερρόκυττα θα μπορούσε να σηματοδοτήσει μια "σημαντική πρόοδο" στη θεραπεία της καρδιακής νόσου, ανέφερε ο Leeper.
"Η σημασία μιας οδού που συνδέεται με καρδιαγγειακές παθήσεις δεν μπορεί να υπερεκτιμηθεί ... Βασικά όλοι οι ενήλικες στον δυτικό κόσμο έχουν κάποιο είδος αθηροσκλήρωσης", ανέφερε ο Leeper. Οι πληγές μπορούν να αρχίσουν να αναπτύσσονται ήδη από την εφηβεία, είπε. Ο ίδιος ο Leeper ανέπτυξε ένα φάρμακο που βοηθάει τους μακροφάγους να αναγνωρίζουν και να τρώνε τα κύτταρα που πεθαίνουν σε ποντίκια με αθηροσκλήρωση. Καθώς οι επιστήμονες συνεχίζουν να αποκαλύπτουν τις διάφορες χημικές αντιδράσεις που εμπλέκονται στην εξερκύτωση, οι υπεύθυνοι ανάπτυξης φαρμάκων μπορούν να μάθουν να προωθούν τη διαδικασία μέσω διαφόρων θεραπειών.
Ο Λέπεπ δήλωσε ότι η γραμμή έρευνας θα μπορούσε κάποια μέρα να οδηγήσει σε θεραπείες για την αντιμετώπιση "αρκετών από τους κορυφαίους δολοφόνους στον κόσμο".
