Vědecký tým z Laboratoře modelování lidských onemocnění v octomilkách pod vedením Tomáše Doležala publikoval článek v časopise PLoS Biology, ve kterém prezentuje objev signálu (adenosinu), který zajišťuje přesun energie imunitním buňkám od zbytku organismu během infekce, což je zásadní pro efektivní imunitní reakci, která je energeticky náročná. O přesmyku energie během imunitní reakce se dlouho ví, ale nebyl znám molekulární mechanismus, který tento proces reguluje. Zmíněná práce také přináší první experimentální podporu novému konceptu tzv. sobeckého imunitního systému.
Imunitní reakce vyžaduje zvýšený přísun energie a živin do aktivovaných imunitních buněk. Imunitní buňky mění svůj metabolismus tak, aby byly schopny rychleji tvořit nové biomolekuly. Tomu se říká Warburg efekt, který byl popsán původně u rakovinných buněk, ale ukazuje se být důležitý pro jakékoliv rychle se dělící buňky a také pro aktivované imunitní buňky. A proto imunitní buňky potřebují zvýšený příjem energie/živin, zejména ve formě glukózy. Aby se buňky ke zmíněné energii dostaly, dochází v organismu ke globálnímu metabolickému přesmyku, kdy organismus potřebuje snížit příjem energie neimunitních tkání a ušetřit tak energii pro imunitní buňky.
O existenci tohoto procesu vědečtí pracovníci věděli již dávno, ale nevědělo se, jakým způsobem/mechanismem se takto děje, co reguluje globální metabolický přesmyk.
„Z naší předchozí práce s octomilkou jsme věděli, že extracelulární adenosin reguluje energii a že k jeho regulaci dochází při imunitní reakci. Proto jsme se rozhodli prozkoumat, zda extracelulární adenosin nekontroluje energii právě při imunitních reakcích. K tomu jsme použili model infekce larviček octomilky parazitickou vosičkou, přesněji parazitoidem, Leptopilina boulardi, což je v podstatě takový hmyzí vetřelec“, uvedl vedoucí laboratoře Tomáš Doležal.
Larvička octomilky se napadení vetřelcem brání tím, že rychle namnoží speciální imunitní buňky, tzv. lamelocyty, které dokážou obalit vajíčko vetřelce a zničit ho. Když ale není larvička dost rychlá, tak se z vajíčka vylíhne larva vetřelce - vosičky a sežere vnitřek kukly octomilky. Proto musí larvička octomilky investovat dostatek energie do imunitní reakce - rychlého namnožení lamelocytů. Tuto energii sebere vyvíjejícím se tkáním, proto se při infekci zpomalí vývoj a larvička se zakuklí později než normálně.
„Když jsme tohle zjistili, uvědomili jsme si, že máme skvělý model pro zkoumání právě těch globálních regulací metabolizmu při imunitních reakcích. Nakonec se nám podařilo prokázat, že imunitní buňky po své aktivaci produkují adenosin, který vyplaví do hemolymfy a signalizace adenosinem utlumí ostatní tkáně, které zpomalí příjem glukózy a tím se také zpomalí jejich vývoj (například jsme zjistili, že křídelní disk, ze kterého se později vytvoří křídlo dospělé mouchy, roste pomaleji). Když jsme geneticky zablokovali vyplavení adenosinu z imunitních buněk nebo jsme vypnuli adenosinovou signalizaci, tak k tomuto globálnímu přesmyku metabolizmu nedošlo, larvička se vyvíjela normální rychlostí, ale tím nedala imunitním buňkám dost energie a skoro vždy svůj boj s vetřelcem prohrála“, upřesnil Doležal.
O existenci tohoto procesu vědečtí pracovníci věděli již dávno, ale nevědělo se, jakým způsobem/mechanismem se takto děje, co reguluje globální metabolický přesmyk.
„Z naší předchozí práce s octomilkou jsme věděli, že extracelulární adenosin reguluje energii a že k jeho regulaci dochází při imunitní reakci. Proto jsme se rozhodli prozkoumat, zda extracelulární adenosin nekontroluje energii právě při imunitních reakcích. K tomu jsme použili model infekce larviček octomilky parazitickou vosičkou, přesněji parazitoidem, Leptopilina boulardi, což je v podstatě takový hmyzí vetřelec“, uvedl vedoucí laboratoře Tomáš Doležal.
Larvička octomilky se napadení vetřelcem brání tím, že rychle namnoží speciální imunitní buňky, tzv. lamelocyty, které dokážou obalit vajíčko vetřelce a zničit ho. Když ale není larvička dost rychlá, tak se z vajíčka vylíhne larva vetřelce - vosičky a sežere vnitřek kukly octomilky. Proto musí larvička octomilky investovat dostatek energie do imunitní reakce - rychlého namnožení lamelocytů. Tuto energii sebere vyvíjejícím se tkáním, proto se při infekci zpomalí vývoj a larvička se zakuklí později než normálně.
„Když jsme tohle zjistili, uvědomili jsme si, že máme skvělý model pro zkoumání právě těch globálních regulací metabolizmu při imunitních reakcích. Nakonec se nám podařilo prokázat, že imunitní buňky po své aktivaci produkují adenosin, který vyplaví do hemolymfy a signalizace adenosinem utlumí ostatní tkáně, které zpomalí příjem glukózy a tím se také zpomalí jejich vývoj (například jsme zjistili, že křídelní disk, ze kterého se později vytvoří křídlo dospělé mouchy, roste pomaleji). Když jsme geneticky zablokovali vyplavení adenosinu z imunitních buněk nebo jsme vypnuli adenosinovou signalizaci, tak k tomuto globálnímu přesmyku metabolizmu nedošlo, larvička se vyvíjela normální rychlostí, ale tím nedala imunitním buňkám dost energie a skoro vždy svůj boj s vetřelcem prohrála“, upřesnil Doležal.
Fotogalerie
