Hvordan vores krop kontrollerer inflammation under oprydningsmekanismer for beskadigede celler

Et forskerhold fra Köln og Osnabrück har i detaljer undersøgt, hvordan messenger-stoffer signalerer betændelse under fjernelse af beskadigede celler i kroppen. Ved hjælp af højopløselige mikroskopimetoder kunne forskerne vise, at to proteiner interagerer dynamisk med hinanden og dermed afgør, om en døende celle udløser en betændelsesreaktion i kroppen.

Undersøgelsen ledet af professor Dr. Ana J. Garcia-Saez (CECAD—Cluster of Excellence for Aging Research ved University of Cologne) og junior professor Dr. Katia Cosentino (CellNanOs—Center for Cellular Nanoanalytics ved Osnabrück University) er blevet offentliggjort i tidsskriftet Molecular Cell .

Normalt starter kroppen apoptose - en form for programmeret celledød - for at slippe af med beskadigede celler. Viden om, hvordan netop denne oprydningsmekanisme fungerer på niveau med de involverede molekyler, kan yde et væsentligt bidrag til behandling af sygdomme. Ved kræft bliver cellerne for eksempel ikke systematisk fjernet fra kroppen, men fortsætter med at leve og sprede sig. Strålebehandling bruges rutinemæssigt til at dræbe kræftceller, men det fremkalder betændelse i kroppen. Der udføres forskning over hele verden for at finde ud af, hvordan kræftbehandlinger forårsager betændelse, og hvordan behandlinger kan være mindre skadelige for kroppen.

I denne undersøgelse fokuserede forskerholdet fra CECAD og CellNanOs på to proteiner, som allerede vides at være involveret i celledød. BAX og BAK er de to proteiner, der regulerer celledødsmekanismen i mitokondrier, cellens krafthuse. Ved hjælp af højopløselige billeddannelsesteknikker var forskerne i stand til for første gang at observere, hvordan dynamisk BAX og BAK dannede strukturer i mitokondrier, der påvirkede celledød og inflammation.

På grund af deres store lighed er BAX og BAK hidtil blevet omtalt som tvillingeproteiner. At de adskiller sig systematisk i deres virkningsmekanisme er et nyt fund i denne undersøgelse. Forskerholdet var i stand til at vise, at BAK-proteiner organiserer sig i mindre strukturer hurtigere end BAX, og at de to proteiner påvirker hinanden.

"Vi kunne tydeligt observere under mikroskopet, hvordan begge proteiner interagerede med hinanden for at danne en pore i mitokondriet, så mitokondrie-DNA'et kom ud gennem poren for at udløse betændelse," forklarede Andreas Jenner fra University of Cologne. Dette dynamiske samspil mellem BAK- og BAX-proteiner var tidligere ukendt, og det regulerer dannelsen af ​​porerne og dermed mængden af ​​mitokondrielt DNA, der frigives. Dette afgør igen, om en inflammatorisk reaktion udløses i kroppen.

"Den relative tilgængelighed af BAX- og BAK-proteiner i celler bestemmer væksten af ​​porerne og den hastighed, hvormed mitokondrielt DNA frigives. Måske åbner vores fund op for nye perspektiver til at kontrollere inflammation under kræftbehandlinger," forklarede Katia Cosentino fra Osnabrück Universitet. .

"Vores resultater fremhæver, hvordan BAX og BAK bidrager til celledød på forskellige måder og antyder, at disse to proteiner bør være velafbalancerede i terapeutiske kræftbehandlinger," sagde Ana J. Garcia-Saez fra University of Cologne.

Sådan terapi eksisterer dog endnu ikke. For nu er der behov for yderligere undersøgelser for at afgøre, om yderligere molekyler bidrager til dynamikken i BAX- og BAK-poredannelse og regulerer porevækst og -størrelse.