Odkryto nieznaną funkcję czerwonych krwinek - to strażnicy odporności
W naszym organizmie jest ok. 30 bilionów czerwonych krwinek. Zaopatrują one wszystkie tkanki w życiodajny tlen, ale spełniają także inną rolę, która do tej pory pozostawała nieznana. Czerwone krwinki są strażnikami układu odpornościowego.
Czerwone krwinki, czyli erytrocyty, w naszym organizmie spełniają ważną rolę odpornościową. Skanują ciało w poszukiwaniu odchyleń od normy - wychwytują podejrzane DNA z patogenów lub uszkodzonych tkanek i często jako pierwsze ostrzegają o niebezpieczeństwie.
- To nowa funkcja immunologiczna czerwonych krwinek, która jest dość ekscytująca. Myślę o 17 różnych zastosowaniach - powiedział Steven Spitalnik z University of Columbia.
Czerwone krwinki ważniejsze, niż myśleliśmy
Podczas etapu dojrzewania, ludzkie czerwone krwinki tracą swoje wszystkie organelle komórkowe i cały materiał genetyczny. Przez długi czas naukowcy nazywali je "torbami hemoglobiny", bo wydawało się, że nie spełniają innej biologicznej roli poza przenoszeniem tlenu. Ponieważ czerwone krwinki mogą przenikać do wszelkich zakamarków narządów i tkanek, pełniłyby dobrą rolę obrońców organizmu. U niektórych kręgowców (np. ptaków i ryb), erytrocyty spełniają funkcje immunologiczne - ale u ludzi dowodów na potwierdzenie tego zjawiska nie było.
W 2018 r. zespół naukowców z University of Pennsylvania Perelman School of Medicine pod kierownictwem Nilam Mangalmurti odkrył, że w erytrocytach występuje tzw. receptor toll podobny 9 (TLR9), który rozpoznaje i łączy się z fragmentami DNA zawierającymi cytozynę i guaninę (dwie spośród zasad azotowych), tzw. motywy CpG. Okazuje się, że takie fragmenty DNA są uwalniane przez uszkodzone ludzkie komórki oraz patogeny. Dochodzi do silnej reakcji immunologicznej, z która do tej pory łączono białe krwinki (też zawierają TLR9).
Nowe badania Nilam Mangalmurti wskazują, że erytrocyty także biorą udział w tych mechanizmach odpornościowych. Naukowcy przeanalizowali, co się dzieje, gdy ludzkie czerwone krwinki przyczepią się do fragmentów DNA CpG. Dochodzi do zwijania takich konstruktów, co oznacza, że reagowały na bodziec. Niewykluczone, że ta pierwotna reakcja może stanowić sygnał alarmowy dla innych komórek układu odpornościowego o zagrożeniu. Może to modulować odpowiedź immunologiczną organizmu i angaż konkretnych komórek. Wykazano eksperymentalnie, że podawanie myszom czerwonych krwinek z przechwyconymi motywami CpG, wywoływało ogólny stan zapalny - u ludzi obserwujemy to np. podczas sepsy.
Rola krwi w procesie zapalnym może pomóc wyjaśnić powszechne powikłanie u hospitalizowanych osób. Statystyki wskazują, że prawie wszyscy pacjenci w stanie krytycznym mają anemię trzeciego dnia pobytu na oddziale intensywnej terapii. Dlaczego? Kiedy krew przepływa przez śledzionę, komórki odpornościowe zwane makrofagami pożerają stare i uszkodzone czerwone krwinki - zdrowe unikają eliminacji, bo na ich powierzchni jest białko mówiące "nie jedz mnie". Niestety, spotkanie z DNA z motywami CpG sprawia, że białko to przestaje być widoczne. Potwierdzono to na eksperymentach u myszy.
Przez większość czasu, czerwone krwinki służą jako dozorcy do normalnych obowiązków "sprzątania", usuwając potencjalnie szkodliwe DNA, które przecieka z umierających każdego komórek naszego organizmu. Podczas urazu lub infekcji, to szkodliwe DNA może zalać organizm, co aktywuje erytrocyty i ich funkcję immunologiczną. Wywołuje to stan zapalny, a makrofagi pochłaniające czerwone krwinki mogą wywołać anemię. Pętla się zaciska.
Nowe odkrycie może pozwolić na opracowanie przyszłych leków zapobiegających przyleganiu "zagubionego" DNA do TLR9 na erytrocytach, co pozwoliłoby leczyć anemię.
