Besi memberi makan kepada sel imun - dan ia boleh memburukkan lagi asma

Anda mungkin pernah mendengar bahawa anda boleh mendapatkan zat besi daripada bayam dan stik. Anda juga mungkin tahu bahawa ia adalah mikronutrien penting yang merupakan komponen utama hemoglobin, protein dalam sel darah merah yang membawa oksigen dari paru-paru anda ke semua bahagian badan anda.

Fungsi penting besi yang kurang dikenali ialah penglibatannya dalam penjanaan tenaga untuk sel imun tertentu.

Dalam kajian yang diterbitkan baru-baru ini dari makmal kami, kami mendapati bahawa menyekat atau mengehadkan aliran besi ke dalam sel imun berpotensi mengurangkan gejala serangan asma yang dicetuskan oleh alergen.

Sel imun yang memerlukan zat besi

Semasa serangan asma, alergen yang tidak berbahaya mengaktifkan sel imun dalam paru-paru anda yang dipanggil ILC2s (sel limfoid intrinsik jenis 2). Ini menyebabkan mereka membiak dan melepaskan sejumlah besar sitokin, utusan yang digunakan oleh sel imun untuk berkomunikasi, menyebabkan keradangan yang tidak diingini. Hasilnya ialah simptom seperti batuk dan berdehit, yang menyebabkan saluran pernafasan anda terasa sempit.

Untuk menilai peranan besi dalam fungsi ILC2 dalam paru-paru, kami menjalankan satu siri eksperimen dengan ILC2 di makmal. Kami kemudian mengesahkan penemuan kami pada tikus dengan asma alahan dan pada pesakit dengan tahap keterukan asma yang berbeza-beza.

Keputusan eksperimen

Pertama, kami mendapati bahawa ILC2s menggunakan protein yang dipanggil reseptor transferrin 1 (TfR1) untuk mengambil besi. Apabila kami menyekat protein ini apabila ILC2 diaktifkan, sel tidak dapat menggunakan besi dan tidak lagi dapat mereplikasi dan menyebabkan keradangan dengan berkesan seperti sebelum ini.

Kami kemudian menggunakan bahan kimia yang dipanggil chelator besi untuk menghalang ILC2 daripada menggunakan besi. Chelator besi adalah seperti magnet super untuk besi dan digunakan secara perubatan untuk menguruskan keadaan di mana terdapat terlalu banyak zat besi dalam badan.

Apabila kita kehilangan ILC2 zat besi dengan chelator, sel terpaksa menukar metabolisme mereka dan beralih kepada cara lain untuk mendapatkan tenaga, seperti bertukar daripada kereta sukan kepada basikal. Sel-sel tidak lagi berkesan menyebabkan keradangan di dalam paru-paru.

Seterusnya, kami mengehadkan besi selular pada tikus dengan saluran udara yang sensitif disebabkan oleh aktiviti ILC2. Kami melakukan ini dalam tiga cara berbeza: dengan menghalang TfR1, menambah chelator besi, atau mendorong paras besi keseluruhan yang rendah dengan protein sintetik yang dipanggil mini-hepcidin. Setiap kaedah ini membantu mengurangkan hiperreaktiviti saluran pernafasan pada tikus, yang sebenarnya mengurangkan keterukan gejala asma mereka.

Akhirnya, kami melihat sel-sel daripada pesakit asma. Kami melihat sesuatu yang menarik: semakin banyak protein TfR1 yang mereka ada pada sel ILC2 mereka, semakin teruk gejala asma mereka. Dalam erti kata lain, besi memainkan peranan besar dalam keterukan asma mereka. Menyekat TfR1 dan menggunakan chelator besi mengurangkan percambahan ILC2 dan pengeluaran sitokin, menunjukkan bahawa penemuan tetikus kami boleh digunakan untuk sel manusia. Ini bermakna kita boleh memindahkan penemuan ini dari makmal ke dalam ujian klinikal secepat mungkin.

Terapi Besi untuk Asma

Besi adalah seperti konduktor orkestra, memberitahu sel imun seperti ILC2 cara berkelakuan semasa serangan asma. Tanpa zat besi yang mencukupi, sel-sel ini tidak boleh menyebabkan banyak masalah, yang boleh bermakna gejala asma yang lebih sedikit.

Seterusnya, kami sedang berusaha untuk menyasarkan sel imun pesakit semasa serangan asma. Jika kita boleh mengurangkan jumlah zat besi yang tersedia untuk ILC2 tanpa mengurangkan tahap zat besi keseluruhan dalam badan, ini boleh membawa kepada terapi baharu untuk asma yang menangani punca penyakit itu, bukan hanya gejala. Rawatan semasa boleh mengawal gejala untuk memastikan pesakit hidup, tetapi mereka tidak menyembuhkan penyakit. Terapi berasaskan besi mungkin menawarkan penyelesaian yang lebih baik untuk pesakit asma.

Penemuan kami bukan sahaja terpakai untuk asma. Ia boleh menjadi penukar permainan untuk penyakit lain yang melibatkan ILC2, seperti ekzema dan diabetes jenis 2. Siapa sangka zat besi boleh menjadi sangat penting untuk sistem imun anda?

Hasil kerja diterangkan secara terperinci dalam artikel yang diterbitkan dalam jurnal The Conversation.