Гвожђе храни имуне ћелије - и може погоршати астму

Вероватно сте чули да гвожђе можете добити из спанаћа и бифтека. Можда такође знате да је то есенцијални микронутријент који је главна компонента хемоглобина, протеина у црвеним крвним зрнцима који преноси кисеоник из плућа у све делове тела.

Мање позната важна функција гвожђа је његово учешће у стварању енергије за одређене имуне ћелије.

У недавно објављеној студији из наше лабораторије, открили смо да блокирање или ограничавање протока гвожђа у имуне ћелије може потенцијално ублажити симптоме напада астме изазваног алергенима.

Имуне ћелије којима је потребно гвожђе

Током напада астме, безопасни алергени активирају имуне ћелије у вашим плућима које се називају ILC2 (интринзичне лимфоидне ћелије типа 2). То доводи до њиховог умножавања и ослобађања великих количина цитокина, гласника које имуне ћелије користе за комуникацију, што узрокује нежељену упалу. Резултат су симптоми попут кашља и хрипања, што ствара осећај као да су вам дисајни путеви сужени.

Да бисмо проценили улогу гвожђа у функцији ILC2 у плућима, спровели смо серију експеримената са ILC2 у лабораторији. Затим смо потврдили наше налазе код мишева са алергијском астмом и код пацијената са различитим степенима тежине астме.

Експериментални резултати

Прво, открили смо да ILC2 ћелије користе протеин назван трансферински рецептор 1 (TfR1) да би апсорбовале гвожђе. Када смо блокирали овај протеин када су ILC2 ћелије биле активиране, ћелије нису могле да користе гвожђе и више нису биле у стању да се реплицирају и изазивају упалу тако ефикасно као раније.

Затим смо користили хемикалију која се зове хелатор гвожђа како бисмо спречили ILC2 да користи гвожђе. Хелатори гвожђа су попут супер магнета за гвожђе и користе се у медицини за лечење стања у којима има превише гвожђа у телу.

Када смо лишили ILC2 ћелија гвожђа помоћу хелатора, ћелије су биле приморане да промене свој метаболизам и пређу на другачији начин добијања енергије, попут преласка са спортског аутомобила на бицикл. Ћелије више нису биле толико ефикасне у изазивању упале у плућима.

Затим смо ограничили ћелијско гвожђе код мишева са осетљивим дисајним путевима због активности ILC2. То смо урадили на три различита начина: инхибирањем TfR1, додавањем хелатора гвожђа или индуковањем ниских укупних нивоа гвожђа синтетичким протеином који се зове мини-хепцидин. Свака од ових метода помогла је у смањењу хиперреактивности дисајних путева код мишева, што је заправо смањило тежину њихових симптома астме.

Коначно, погледали смо ћелије пацијената са астмом. Приметили смо нешто занимљиво: што су више TfR1 протеина имали на својим ILC2 ћелијама, то су им симптоми астме били гори. Другим речима, гвожђе је играло велику улогу у тежини њихове астме. Блокирање TfR1 и коришћење хелатора гвожђа смањило је пролиферацију ILC2 и производњу цитокина, што сугерише да су наши налази на мишевима применљиви на људске ћелије. То значи да можемо што брже да пренесемо ове налазе из лабораторије у клиничка испитивања.

Терапија гвожђем за астму

Гвожђе је попут диригента оркестра, говори имуним ћелијама попут ILC2 како да се понашају током напада астме. Без довољно гвожђа, ове ћелије не могу да изазову толико проблема, што би могло да значи мање симптома астме.

Затим, радимо на циљању имунских ћелија пацијента током напада астме. Ако можемо да смањимо количину гвожђа доступног ILC2 ћелијама, а да притом не смањимо укупни ниво гвожђа у телу, то би могло довести до нове терапије за астму која се бави основним узроком болести, а не само симптомима. Тренутни третмани могу да контролишу симптоме како би пацијенти остали у животу, али не лече болест. Терапије засноване на гвожђу могу понудити боље решење за пацијенте са астмом.

Наше откриће није применљиво само на астму. Могло би бити прекретница за друге болести које укључују ILC2, као што су екцем и дијабетес типа 2. Ко би помислио да гвожђе може бити толико важно за ваш имуни систем?

Резултати рада су детаљно описани у чланку објављеном у часопису The Conversation.