Badanie mechanizmów kontrolowania układu odpornościowego
Kompleks atakujący błonę (ang. membrane attack complex, MAC) to zestaw białek wytwarzanych zwykle na powierzchni błon komórek patogenu. Przebijają one niewielkie otwory w błonie komórkowej atakującej bakterii. Jeśli uda im się wykonać wystarczająco wiele otworów, bakteria obumiera. Gdy układ odpornościowy człowieka wykryje patogen, wytwarza wiele kompleksów MAC. Kompleksy, które nie docierają do swoich celów, trafiają do krwiobiegu, gdzie ich obecność może przynieść negatywne skutki. Uwolnione do krwi kompleksy MAC bezpośrednio uszkadzają zdrowe komórki, wywołując choroby. Kontrolowanie aktywności kompleksów MAC wymaga dokładnego zbadania ich struktury i funkcji.
Badanie kontroli nad aktywnością kompleksów MAC
Klasteryna i witronektyna, specjalne białka opiekuńcze (chaperony), pomagają zapobiegać niezamierzonym atakom kompleksów MAC. Dotychczas społeczność naukowa nie wiedziała jednak, na czym dokładnie polega działanie tych białek. Badacze wspierani przez finansowane przez UE projekty Controlling MAC i EPIC-XS odkryli, jak te wyspecjalizowane białka obecne we krwi zapobiegają uszkadzaniu własnych komórek organizmu przez cząsteczki wytworzone w nadmiarze przez układ odpornościowy. Wyniki ich badań opublikowano na łamach czasopisma naukowego „Nature Communications”. Badacze znaleźli i niezwykle dokładnie zbadali prekursorowe cząsteczki MAC związane z białkami opiekuńczymi. Dzięki temu dowiedzieli się, jak chaperony uniemożliwiają uzyskanie pełnej funkcjonalności przez kompleksy MAC.
Poszukiwanie mechanizmów kontroli
„Po wykryciu patogenu układ odpornościowy wzmaga swoją aktywność, by wytworzyć kompleksy MAC. Jednak nie wszystkie takie struktury docierają do bakterii, które są ich celem. Nasze badanie pozwoliło odkryć, jak białka opiekuńcze obecne we krwi przechwytują samotne cząsteczki, zapobiegając uszkodzeniu komórek”, wyjaśnia dr Doryen Bubeck, główna badaczka z Imperial College London (ICL), uczelni pełniącej rolę koordynatora projektu Controlling MAC, w informacji prasowej. „Poznanie sposobu, w jaki białka te hamują składanie kompleksów MAC, stanowi wstęp do badań nad kontrolowaniem tej części układu odpornościowego. Wiemy teraz, jak chaperony mogą przechwytywać inne szkodliwe białka we krwi”. Wyniki badania pokazały, że klasteryna łączy się z prekursorowym MAC, który trafił do krwiobiegu. Następnie uniemożliwia cząsteczce MAC wiązanie z kolejnymi elementami, bez których nie będzie kompletna i nie będzie w stanie perforować błony komórki. Badaczom być może uda dowiedzieć się też, w jaki sposób specjalne białka opiekuńcze mogą hamować akumulację innych szkodliwych cząsteczek, takich jak agregaty powiązane z chorobą Alzheimera. Główna autorka badania, Anaïs Menny, również z ICL, mówi: „Jeśli do rozpoznawania akumulacji beta-amyloidu klasteryna wykorzystuje tę samą metodę co w przypadku kompleksów MAC, moglibyśmy uzyskać wiedzę na temat powstawania wczesnych prekursorów choroby Alzheimera”. Głównym celem projektu Controlling MAC (Structural basis of controlling the membrane attack complex) jest zbadanie mechanizmów molekularnych leżących u podstaw procesu składania kompleksów MAC. Projekt dobiegnie końca w czerwcu 2025 roku. Zespół projektu EPIC-XS (European Proteomics Infrastructure Consortium providing Access) zapewnia dostęp do najnowocześniejszych laboratoriów proteomicznych oraz rozwija nowatorskie techniki proteomiczne i bioinformatyczne. Proteomika zajmuje się wielkoskalowymi badaniami białek. Zakończenie projektu planowane jest na grudzień 2022 roku. Więcej informacji: projekt Controlling MAC strona projektu EPIC-XS
Słowa kluczowe
Controlling MAC, EPIC-XS, kompleks atakujący błonę, komórka, układ odpornościowy, patogen, białko, cząsteczka, białko opiekuńcze, krew, klasteryna