Buňka odsouzená k zániku může zvrátit svůj osud, potvrzuje výzkum

Způsobů, jakými může buňka zaniknout, je vícero. Tím nejznámějším je apoptóza, standardně nazývaná jako programovaná nebo řízená buněčná smrt. Jedná se o složitou kaskádu událostí, která jakmile započne, vždy končí smrtí buňky. Určité buňky ale mohou kontrolovaně ukončit svoji existenci jinými způsoby, jedním z nich je například pyroptóza. Výzkum posledních let ukázal, že proces pyroptózy nemusí být nutně bezvýchodný a buňka z něj může vyváznout živá.

Pyroptóza je unikátní typ řízené buněčné smrti, využívané především imunitním systémem při infekci. Její podstatou je aktivace tzv. inflamazómu v buňce, která zaznamená nebezpečí v podobě patogenu. Inflamazóm poté využije protein kaspázu 1, která dále aktivuje gasdermin. Ten vytvoří v buňce velké póry, kterými uniknou silně prozánětlivé molekuly, jako je IL-1β, a spustí proces zánětu. Pyroptóza je nezbytný proces při infekci, protože pomáhá nastartovat imunitní odpověď. Některá onemocnění jako rakovina nebo kardiovaskulární nemoci ovšem mohou být doprovázeny špatnou regulací tohoto procesu, přehnaná pyroptóza může také vést ke smrtelnému septickému šoku.

Dlouho se předpokládalo, že vytvoření pórů pomocí proteinu gasderminu vede k zániku buňky, protože se z ní vylijí pro její život nezbytné látky. Poslední studie ale přináší důkazy, že buňka nutně nemusí zahynout, což pyroptózu značně odlišuje od jiných typů řízené buněčné smrti. Práce vědců z americké University of Illinois v Chicagu publikovaná v časopise Nature Communications popisuje právě fungování proteinu gasderminu a také vysvětluje, proč nemusí jeho aktivace vést k záhubě buňky.

Hlavním pomocníkem světlo

Autoři studie speciálně upravili protein gasdermin, aby ho byli schopni na povel aktivovat v buňce. Oním spouštěčem aktivace gasderminu poté bylo světlo v určitém spektru, kterým na buňky pouze posvítili. S pomocí tohoto vysoce moderního a sofistikovaného nástroje následně pozorovali, že tento protein vytváří póry schopné se velmi rychle uzavřít. Buňka tak může částečně regulovat, co těmito otvory proteče, a nutně to nemusí znamenat její okamžitý zánik.

„Naše práce ukázala, že tento způsob buněčné smrti není jednosměrná jízdenka. Tento děj má totiž evidentně ve svém programu i vypínač,“ říká spoluautor studie Gary Mo. „Pochopení, jak tento proces funguje, nám otvírá cestu k objevení nových léčiv. Umožní nám to tak regulovat tento typ buněčné smrti při různých onemocněních.“ dodává Mo.

Původní studie: Santa Cruz Garcia, A.B., Schnur, K.P., Malik, A.B. et al. Gasdermin D pores are dynamically regulated by local phosphoinositide circuitry. Nat Commun 13, 52 (2022).
Zdroj: ScienceAlert
Úvodní obrázek: National Institutes of Health (NIH), Wikimedia Commons