Moartea celulară, un proces care nu pare neapărat binevenit, este în realitate esențială pentru a ține fiecare persoană în viață.
Acest proces reglat puternic de organism distruge celulele vechi sau deteriorate pentru a face loc celulelor noi. Totodată, sunt eliminate celulele invadate de microbi pentru a combate infecțiile.
„Majoritatea oamenilor nu realizează acest lucru, dar în fiecare secundă mor aproximativ 4 milioane de celule în corpul nostru pentru a fi înlocuite cu celule noi”, a spus dr. Mohamed Lamkanfi, imunolog la Departamentul de Medicină Internă și Pediatrie de la Universitatea Gent din Belgia. „Moartea celulară programată este o componentă fundamentală a vieții.”
Procese defectuoase
Dar sistemul trebuie să funcționeze impecabil pentru a asigura o stare de sănătate optimă, însă uneori apar erori. Acestea pot duce la deteriorarea țesuturilor, inflamații și boli.
De exemplu, celulele pot supraviețui dincolo de durata lor optimă de viață și pot provoca o boală autoimună, infecții virale persistente sau chiar cancer. La polul opus, moartea celulară excesivă ar putea conduce la degenerarea țesuturilor și poate provoca tulburări severe, cum ar fi Alzheimer și Parkinson.
Lamkanfi este interesat în special de piroptoză, o formă de moarte celulară care implică distrugerea unor celule albe importante din sânge cunoscute sub numele de macrofage, care de obicei ucid microorganismele invadatoare și stimulează alte componente ale sistemului imunitar.
Piroptoza provoacă inflamație și, deși o stare inflamatorie este crucială atunci când o persoană luptă cu o infecție, poate fi, de asemenea, foarte dăunătoare dacă se produce la momentul nepotrivit sau în exces. Piroptoza necontrolată este legată de afecțiuni inflamatorii cronice, cum ar fi artrita reumatoidă și febra mediteraneană familială (FMF).
Lamkanfi a fost investigator principal al unui proiect finanțat de UE numit PyroPop și are un interes deosebit pentru FMF, o tulburare moștenită care apare de obicei la oamenii de origine mediteraneană și din Orientul Mijlociu, deoarece are legături de familie cu Marocul.
Interes personal
„Se poate spune că interesul meu pentru febra mediteraneană familială este personal”, a afirmat Lamkanfi. „Familia mea provine din Maroc, unde boala este endemică și reprezintă o povară uriașă pentru sănătatea multor pacienți.”
În țările în care FMF este endemică, între una din 400 și una din 1.000 de persoane este afectată de boală; există clinici în regiunea mediteraneană dedicate în întregime tratamentului acestei boli. Episoadele severe de febră indusă de FMF pot cauza leziuni ale organelor, dureri articulare și infertilitate, printre alte complicații.
Prin activitatea derulată în cadrul PyroPop, care s-a încheiat în 2021, Lamkanfi a reușit să înțeleagă mai bine succesiunea complexă a evenimentelor celulare care cauzează piroptoza.
În prezent, se derulează un proiect complementar, intitulat PyroScreen, finanțat, de asemenea, de UE. Scopul acestui nou studiu de cercetare este să găsească tratamente care să prevină inflamația.
Lamkanfi nu este singurul care încearcă să descopere tratamente pentru a contracara efectele negative ale morții celulare.
Într-adevăr, în ultimii 20 de ani, numeroase laboratoare din toată lumea și-au orientat activitatea de cercetare spre identificarea unor modalități de intervenție atunci când moartea celulară programată are efecte negative; în prezent, se desfășoară studii clinice cu medicamente.
Cercetătorii speră că vor fi găsite remedii în următorii 10 ani „astfel încât să putem trata mai bine unele boli foarte grave”, a spus dr. Manolis Pasparakis, profesor de genetică la Universitatea din Köln, Germania.
Moarte naturală
De la descoperirea că moartea celulelor este o parte naturală a vieții, făcută în urmă cu aproape 200 de ani, oamenii de știință s-au concentrat pe mulți actori cheie ai mecanismelor din spatele procesului. Ei au identificat atât genele care reglează moartea celulelor, cât și moleculele care precipită cascada de evenimente care duc la distrugerea unei celule.
Moartea celulară sănătoasă, programată, este cunoscută sub numele de apoptoză, iar enzimele numite caspaze joacă un rol important în producerea acesteia. Moleculele din această familie asigură o degradare atentă a celulei aflate pe moarte.
Acest colaps orchestrat include deformarea membranei celulare, contracția celulară și fragmentarea ADN-ului și a întregului conținut al celulei. Corpul celulei, zbârcit, dar intact, este apoi înghițit rapid de celulele învecinate.
Rezultatul este o eliminare discretă a unei celule care și-a depășit termenul de valabilitate, fără să declanșeze vreun răspuns din partea sistemului imunitar al organismului.
Explozia celulelor
Nu se poate spune același lucru despre necroptoză, o altă formă de moarte celulară atent reglată. Este opusul unui proces silențios sau discret.
"Celulele implicate în necroptoză se rup și își aruncă conținutul în spațiul dintre celule, iar acest lucru devine periculos”, a afirmat Pasparakis. „Conținutul explodat acționează asupra receptorilor de pe celulele învecinate și induce inflamație și leziuni tisulare.”
Acesta este investigatorul principal al proiectului Necroptosis, (Necroptoza) finanțat de UE, care explorează rolul morții celulare în imunitate și inflamație. Inițiativa, care a început în 2018, se desfășoară până în luna septembrie a acestui an.
În 2009, Pasparakis și echipa sa au descoperit din întâmplare proprietățile proinflamatorii ale necroptozei în timp ce studiau șoarecii modificați genetic.
„Ne așteptam să avem șoareci rezistenți la moartea celulară, dar am identificat opusul”, a spus el. „Șoarecii au dezvoltat un răspuns inflamator foarte sever care a provocat îmbolnăvirea și decesul.”
Astăzi, avantajele și dezavantajele necroptozei sunt înțelese mai bine.
„Știm că este importantă în apărarea organismului împotriva virusurilor: o celulă trebuie să moară rapid atunci când este infectată de un virus, înainte ca virusul să aibă șansa de a se replica, iar necroptoza este o modalitate excelentă de a facilita o moarte rapidă”, a spus Pasparakis. „Pe de altă parte, necroptoza este un tip de moarte celulară extrem de inflamator, așa că atunci când se produce în exces, poate declanșa o boală gravă.”
Deși studiile la șoareci confirmă acest lucru, încă nu s-a confirmat dacă necroptoza cauzează boli umane. Studiile clinice aflate în derulare ar putea furniza dovezi.
„Întreaga comunitate științifică așteaptă cu nerăbdare să vadă rezultatele”, a spus Pasparakis.
Rezultatele pozitive promit să revoluționeze tratamentul multor boli debilitante.
„Dacă identificăm o modalitate de a bloca mecanismele de moarte celulară defecte, ar trebui să vedem o reducere impresionantă a patologiei [bolii] din organism în anumite boli inflamatorii”, a spus Lamkanfi de la Universitatea din Gent. „Am văzut deja acest lucru la șoareci.”
Prin extrapolare, asta ar putea însemna „noi terapii și diagnostice pentru milioane de oameni care suferă de boli inflamatorii cronice, de la gută și boli cardiace până la afecțiuni neuro-degenerative”, a spus el. „Impactul ar putea fi extraordinar.”
Articol de Vittoria D’Alessio
Mai multe informații
Articolul a fost publicat inițial în Horizon, revista de cercetare și inovare a UE.