Bakteriemodel hjælper med at afsløre, hvordan vores kroppe forhindrer befolkningseksplosioner - og kræft

Vores immunceller skal præcist måle mængden af ​​fremmede angribere, det være sig en virus eller en splint, for at reagere med den rigtige, kalibrerede mængde betændelse.

Forskere har nu opdaget, at denne fine balance delvist opnås ved, at immunceller sender mikroRNA (miRNA) til hinanden.

Vores immunsystem kommunikerer konstant gennem disse små RNA-molekyler, men det er første gang, videnskabsmænd har forstået præcis, hvordan miRNA-meddelelser tillader præcis kalibrering af immunresponser.

"Vi ser, at cellen registrerer infektionsbelastningen og derefter, baseret på det, frigiver den rigtige mængde af den rigtige faktor til at lukke betændelse," siger Howard Hang, PhD, seniorforfatter og adjunkt ved Institut for Mikrobiologi &Immunologi ved University of California, San Francisco (UCSF). "Denne mekanisme sikrer, at du ikke har hyperbetændelse, som driver mange inflammatoriske sygdomme, eller hypoinflammation, som ikke formår at bekæmpe infektion."

Forskerne udførte deres undersøgelse i mus og en type jordbakterier, men Hang sagde, at mekanismerne vil være de samme hos mennesker og andre patogener.

Hangs team opdagede, at under infektion frigiver immunceller en sværm af miRNA-holdige ekstracellulære vesikler (EV'er), som optages af andre nærliggende medfødte immunceller - vagtposterne i vores immunsystem - kaldet makrofager og neutrofiler.

Elbilernes last af miRNA fortæller disse immunceller, hvor meget patogen de har mødt ved at levere miRNA-meddelelserne.

I det væsentlige måler miRNA-molekylerne infektionsbelastningen inden for et bestemt sted og spreder derefter ordet til nærliggende immunceller, hvilket får dem til at justere deres respons.

"Disse elbiler hjælper de inficerede celler med at sige til de uinficerede celler," Hej, vi er inficerede. Der er mange dårlige ting her. Vi laver en masse inflammatoriske cytokiner, og det burde du også - men måske ikke helt så meget som vi er," sagde Hang.

Resultaterne af undersøgelsen, offentliggjort i tidsskriftet Cell den 11. oktober 2018, har implikationer for forståelse og behandling af en lang række sygdomme og tilstande, der involverer immunsystemet, sagde Hang.

Disse omfatter bakterielle og virale infektioner, sepsis og andre inflammatoriske sygdomme og nogle kræftformer.

I kræft, for eksempel, kunne miRNA potentielt hjælpe tumorer med at undgå immundetektion, sagde Hang.

"Det, vi lærer her, handler også om, hvordan kræftceller undslipper immunovervågning, måske ved at udnytte den samme mekanisme," sagde Hang.

"En kræftcelle kunne frigive disse elbiler som en måde at skrue lidt ned for den inflammatoriske reaktion, så tumoren kan vokse ubemærket af immunsystemet."

Hang studerer nu miRNA's rolle i immuncellernes respons på vira, det næste skridt i forståelsen af ​​generaliserbarheden af ​​denne mekanisme.

Han samarbejder også med UCSF-onkolog Matthew Krummel, MD, PhD, for at undersøge, hvordan kræftceller manipulerer miRNA til at kommunikere og forpurre immunsystemet.

"Dette arbejde giver os et greb om, hvordan immunsystemet kommunikerer, og hvordan tumorer kan forstyrre den kommunikation," sagde Hang. "Vi kan tage denne information til at designe nye lægemidler og behandlinger for at genoprette den korrekte immunrespons."

Forskerholdet omfatter medlemmer fra UCSF, samt The Jackson Laboratory og Dana-Farber Cancer Institute.