Demir bağışıklık hücrelerini besler - ve astımı kötüleştirebilir

Muhtemelen ıspanak ve biftekten demir alabileceğinizi duymuşsunuzdur. Ayrıca bunun, oksijeni akciğerlerinizden vücudunuzun her yerine taşıyan kırmızı kan hücrelerindeki protein olan hemoglobinin önemli bir bileşeni olan temel bir mikro besin olduğunu da biliyor olabilirsiniz.

Demirin daha az bilinen önemli bir fonksiyonu da bazı bağışıklık hücreleri için enerji üretiminde rol oynamasıdır.

Laboratuvarımızda yakın zamanda yayınlanan bir çalışmada, demirin bağışıklık hücrelerine akışının engellenmesinin veya sınırlandırılmasının, alerjenlerin tetiklediği astım krizinin semptomlarını hafifletme potansiyeline sahip olduğunu bulduk.

Demire ihtiyaç duyan bağışıklık hücreleri

Bir astım krizi sırasında, zararsız alerjenler akciğerlerinizdeki ILC2 (intrinsik lenfoid hücre tip 2) adı verilen bağışıklık hücrelerini aktive eder. Bu, bunların çoğalmasına ve bağışıklık hücrelerinin iletişim kurmak için kullandığı haberciler olan büyük miktarda sitokin salınmasına neden olur ve istenmeyen iltihaplanmaya neden olur. Sonuç, hava yollarınızın daralmış gibi hissetmenize neden olan öksürük ve hırıltı gibi semptomlardır.

Akciğerdeki ILC2 fonksiyonunda demirin rolünü değerlendirmek için laboratuvarda ILC2 ile bir dizi deney gerçekleştirdik. Daha sonra bulgularımızı alerjik astımlı farelerde ve farklı astım şiddeti derecelerine sahip hastalarda doğruladık.

Deneysel sonuçlar

İlk olarak, ILC2'lerin demiri almak için transferrin reseptörü 1 (TfR1) adı verilen bir protein kullandığını keşfettik. ILC2'ler aktive edildiğinde bu proteini engellediğimizde, hücreler demiri kullanamadı ve artık daha önce olduğu kadar etkili bir şekilde çoğalıp inflamasyona neden olamadılar.

Daha sonra ILC2'nin demir kullanmasını önlemek için demir şelatlayıcı adı verilen bir kimyasal kullandık. Demir şelatlayıcılar demir için süper mıknatıslar gibidir ve vücutta çok fazla demir bulunan durumları yönetmek için tıbbi olarak kullanılır.

ILC2'leri bir şelatörle demirden mahrum bıraktığımızda, hücreler metabolizmalarını değiştirmeye ve enerji elde etmenin farklı bir yoluna, örneğin spor arabadan bisiklete geçmeye zorlandılar. Hücreler artık akciğerlerde iltihaplanmaya neden olmada eskisi kadar etkili değildi.

Sonra, ILC2 aktivitesi nedeniyle hassas hava yollarına sahip farelerde hücresel demiri sınırladık. Bunu üç farklı şekilde yaptık: TfR1'i inhibe ederek, bir demir şelatlayıcı ekleyerek veya mini-hepsidin adı verilen sentetik bir proteinle düşük genel demir seviyeleri oluşturarak. Bu yöntemlerin her biri farelerde hava yolu hiperreaktivitesini azaltmaya yardımcı oldu ve bu da aslında astım semptomlarının şiddetini azalttı.

Son olarak, astım hastalarının hücrelerine baktık. İlginç bir şey fark ettik: ILC2 hücrelerinde ne kadar çok TfR1 proteini varsa, astım semptomları o kadar kötüydü. Başka bir deyişle, demir astımlarının şiddetinde büyük bir rol oynuyordu. TfR1'i bloke etmek ve demir şelatörleri kullanmak ILC2 proliferasyonunu ve sitokin üretimini azalttı, bu da fare bulgularımızın insan hücrelerine uygulanabilir olduğunu gösteriyor. Bu, bu bulguları laboratuvardan mümkün olduğunca çabuk klinik çalışmalara taşıyabileceğimiz anlamına geliyor.

Astım İçin Demir Tedavisi

Demir, ILC2 gibi bağışıklık hücrelerine astım krizi sırasında nasıl davranmaları gerektiğini söyleyen bir orkestra şefi gibidir. Yeterli demir olmadan, bu hücreler çok fazla soruna yol açamaz, bu da daha az astım semptomu anlamına gelebilir.

Daha sonra, astım krizi sırasında hastanın bağışıklık hücrelerini hedef almaya çalışıyoruz. Vücuttaki genel demir seviyelerini tüketmeden ILC2'lere ulaşan demir miktarını azaltabilirsek, bu sadece semptomları değil, hastalığın altta yatan nedenini de ele alan yeni bir astım tedavisine yol açabilir. Mevcut tedaviler, hastaları hayatta tutmak için semptomları kontrol edebilir, ancak hastalığı iyileştirmez. Demir bazlı tedaviler astım hastaları için daha iyi bir çözüm sunabilir.

Keşfimiz yalnızca astım için geçerli değil. Egzama ve tip 2 diyabet gibi ILC2'leri içeren diğer hastalıklar için de oyunun kurallarını değiştirebilir. Demirin bağışıklık sisteminiz için bu kadar önemli olabileceğini kim tahmin edebilirdi ki?

Çalışmanın sonuçları The Conversation dergisinde yayımlanan makalede ayrıntılı olarak anlatılıyor.