Jak změny ve struktuře plicní tkáně souvisejí se stárnutím a nemocemi?
Buňky našeho těla jsou velmi citlivé na stav svého okolí – konkrétně na mimobuněčnou hmotu (extracelulární matrix, ECM), která je obklopuje. Tato hmota, složená z bílkovin, glycoproteinů a dalších složek, hraje klíčovou roli v udržení funkce tkání a orgánů. S přibývajícím věkem dochází k postupným změnám ve složení ECM, což ovlivňuje chování buněk, často negativně. Nový výzkum se zaměřil na jeden konkrétní typ poškození molekul ECM v plicích, které je spojeno se stárnutím, a ukázal, jak by imunoterapie mohla pomoci tato poškození zmírnit.
Poškození molekul ECM a jeho vliv na chronické nemoci
Stárnutí přináší hromadění poškozených biomolekul, které zhoršují funkci tělesných tkání a přispívají k chronickým onemocněním. Přestože je toto poškození často považováno za spontánní a těžko léčitelné, vědci se snaží najít způsoby, jak ho zvládat. Jeden z pozorovaných mechanismů zahrnuje modifikaci IsoAsp-Gly-Arg (IsoDGR), která vzniká v klíčových strukturálních bílkovinách, jako je fibronectin, laminin nebo tenascin C. Tyto proteiny tvoří základní součást lidských plic, které zahrnují komplexní síť vláken, jako jsou kolagen, elastin, a dalších látek, jako jsou glycoproteiny, glykosaminoglykany a proteoglykany.
IsoDGR se v ECM akumuluje s věkem a napodobuje přirozený vazebný motiv (RGD), který interaguje s buněčnými receptory zvanými integriny. Tato napodobenina může aktivovat imunitní buňky, jako jsou makrofágy, a spustit chronický zánět – proces známý jako inflammaging (zánětlivé stárnutí). Tento mechanismus může vést k nemocem spojeným se stárnutím plic, jako jsou fibróza nebo emfyzém, ale dosud nebylo jasné, zda IsoDGR přímo pohání tato onemocnění.
Nové poznatky: IsoDGR a jeho vliv na stárnoucí plíce
Vědci v této studii pozorovali výraznou akumulaci IsoDGR v plicních tkáních starších jedinců. Ve srovnání se zdravými plicními tkáněmi vykazovaly fibrotické plíce až osminásobné zvýšení poškozených proteinů IsoDGR. Toto poškození bylo provázeno nárůstem imunitních buněk (např. CD68+/CD11b+ makrofágů) a zvýšenou hladinou zánětlivých cytokinů, což podporuje hypotézu, že IsoDGR hraje klíčovou roli v chronickém zánětu.
V experimentech na myších, které buď přirozeně stárly, nebo jim chyběl enzym opravující IsoDGR, se ukázalo, že akumulace těchto proteinů vede k závažným problémům. Mezi ně patří plicní edém (otok), hypoxémie (nízká hladina kyslíku v krvi), poruchy mitochondrií a ribozomů či příznaky buněčného stárnutí. Tyto faktory pak přispívají k postupnému poškození plicní tkáně.
Imunoterapie jako naděje pro léčbu
Důležitou součástí této studie bylo testování imunoterapie zaměřené na IsoDGR. Vědci vyvinuli protilátku, která dokáže tyto poškozené molekuly rozpoznat a odstranit. Tato léčba nejen snížila známky chronického zánětu a buněčného stárnutí, ale také výrazně omezila poškození plicní tkáně v testovaných zvířecích modelech.
Tyto výsledky ukazují, že cílení na IsoDGR by mohlo být slibnou cestou pro léčbu plicních onemocnění spojených se stárnutím, jako jsou fibróza a další chronické nemoci. Kromě toho otevírají dveře k výzkumu dalších podobných změn v ECM a jejich léčbě.
Závěr
Stárnutí je složitý proces, který zahrnuje mnoho molekulárních změn v tělesných tkáních. Tato studie zdůrazňuje význam mimobuněčné matrix a ukazuje, že i zdánlivě spontánní poškození, jako je akumulace IsoDGR, může být léčitelné pomocí moderních imunoterapeutických přístupů. Výzkum tohoto druhu nás posouvá blíže k lepšímu pochopení stárnutí a otevírá nové možnosti pro léčbu nemocí spojených s věkem.
Zdroje:
[1] Link: https://doi.org/10.1111/acel.14425
[2] Další odkazy a zdroje zmíněné v textu: https://en.wikipedia.org/wiki/Extracellular_matrix, https://en.wikipedia.org/wiki/Immunotherapy, https://doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2021.03.020