Besi Memberi Suapan kepada Sel Imun — dan Itu Boleh Memburukkan Asma

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

Fungsi penting besi yang kurang dikenali ialah peranannya dalam menjana tenaga untuk sel imun tertentu.

Dalam kajian yang diterbitkan baru-baru ini dari makmal kami, kami mendapati bahawa menyekat atau mengehadkan kemasukan besi ke dalam sel imun berpotensi meningkatkan gejala asma yang disebabkan oleh alergen. Menyerang.

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 membawa kepada pembiakan mereka dan pembebasan sejumlah besar sitokin - utusan yang digunakan oleh sel imun untuk berkomunikasi, dan menyebabkan keradangan yang tidak diingini. Hasilnya ialah simptom seperti batuk dan berdehit, yang membuatkan saluran pernafasan anda terasa seperti dimampatkan.

Untuk menilai peranan besi dalam fungsi ILC2 dalam paru-paru, kami melakukan 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.

Hasil percubaan

Pertama, kami mendapati bahawa ILC2 menggunakan protein yang dipanggil reseptor transferrin 1 (TfR1) untuk mengambil besi. Apabila kami menyekat protein ini pada masa pengaktifan ILC2, sel tidak dapat menggunakan besi dan tidak lagi dapat membiak dan menyebabkan keradangan dengan cekap seperti sebelum ini.

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

Apabila kami menghilangkan ILC2 daripada besi menggunakan chelator, sel terpaksa menukar metabolisme mereka dan bertukar kepada mod pengeluaran tenaga yang berbeza, sama seperti menukar kereta sukan kepada basikal. Sel-sel tidak lagi berkesan untuk menyebabkan keradangan pada paru-paru.

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

Akhir sekali, kami mengkaji sel daripada pesakit asma. Kami melihat sesuatu yang menarik: semakin banyak protein TfR1 pada sel ILC2 mereka, semakin teruk gejala asma mereka. Dengan kata lain, zat besi memainkan peranan yang besar dalam keterukan asma mereka. Sekatan TfR1 dan rawatan chelator besi mengurangkan percambahan ILC2 dan pengeluaran sitokin, menunjukkan bahawa keputusan kami dalam tikus boleh digunakan untuk sel manusia. Ini bermakna kita boleh mengalihkan keputusan ini daripada makmal ke 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 besi keseluruhan dalam badan, ini boleh membawa kepada terapi baharu untuk asma yang menangani punca penyakit itu, bukan hanya gejalanya. Rawatan yang ada boleh mengawal gejala untuk memastikan pesakit terus hidup, tetapi mereka tidak menyembuhkan penyakit. Terapi berkaitan zat besi mungkin menawarkan penyelesaian yang lebih baik untuk pesakit asma.

Penemuan kami bukan sahaja digunakan untuk asma. Ini boleh menjadi pengubah 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.