Ottawa Üniversitesi Tıp Fakültesi laboratuvarının öncülük ettiği bir çalışma, bir temel besin maddesinin vücudun enfeksiyona karşı ilk savunma hattı olan makrofaj adı verilen bağışıklık hücrelerinin hücresel peyzajını şekillendirmede daha önce tanınmayan bir rolünü ortaya çıkardı.
CHoline adı verilen bir besin maddesinin normal koşullarda ve farelerde bağırsak solucanı enfeksiyonuna yanıt olarak bir rol tespit eden bulgular, başka insan enfeksiyonu modelleri için potansiyel olarak önemli sonuçları olabilir, hatta kanser bağışıklığı için bile.
PLOS Patogenez dergisinde yayımlanan çalışmada Dr. Morgan Fullerton, metabolizmanın belirli bir bölümünü engelleyerek araştırma ekibinin makrofajlarda beklenmedik bir kusurun ortaya çıktığını açıklıyor. Makrofajlar, immün sisteminin yıldız oyuncularından biri olan mikropları ve hücresel artıkları yutma kapasiteleriyle tanınırlar ve koordineli bir bağışıklık tepkisinin bir parçası olarak yaralanmış dokuyu onarır.
Dr. Fullerton, “Bu hücrelerin choline adı verilen bir besin maddesini kullanma yeteneklerini alırsak, normal tepkileri zayıflar. Ayrıca, choline kullanımını ilaçla engellediğimizde, farelerdeki enfeksiyonlu ve enfeksiyonsuz durumda olan bağışıklık hücrelerinin sayısı ve çeşidi çok farklıydı,” diyor. Dr. Fullerton, çalışmanın kıdemli yazarlarından biri ve Ottawa Üniversitesi’nin Enfeksiyon, Bağışıklık ve İltihaplanma Merkezi’nin ortak yöneticisi.
Çalışmanın birinci yazarı olan Dr. Peyman Ghorbani, Dr. Fullerton’un Ottawa labaratuvarında bir Postdoktora Fellow olarak, bu bulgunun makrofajların mitokondrisi aracılığıyla enerji üretme yeteneklerindeki değişikliklerle ilgili olabileceğini söylüyor. Mitokondri, hücrelerimizdeki güç paketi olarak görev yapan şekil değiştiren organellerdir.
Metabolizma ve bağışıklık arasındaki bağlantıları keşfetmek için Dr. Fullerton’ın laboratuvarının amacı, bağışıklık hücrelerinde choline metabolizmasının küresel bilgisini genişletmektir. Choline, yumurta, buğday tohumu ve et gibi çeşitli gıdalarda bulunan bir temel besin maddesidir. Ve vücutta, sinir iletimcisine dönüştürülür ve karaciğerde metabolize edilir.
Bu çalışma için, bağırsak solucanı ile enfekte edilen farelere in vivo olarak choline metabolizmasını inhibe edici bir ajan verildi. Takım, farelerde immün profilin “muazzam bir programlamasının” olduğunu tespit ettiğini söylüyor Dr. Fullerton.
Dr. Fullerton, bu bulguların, besin maddelerinin nasıl kullanıldığını değiştirerek, hem fonksiyonlarında hem de sayılarında bağışıklık ve bağışıklık olmayan hücrelerin yeniden programlanabileceğini önerdiğini söylüyor. Bu bilgi, belki de ileride kanserle mücadelede önemli etkileri olabilir.
Dr. Fullerton, “Bazı kanser tedavileri, onu enfeksiyon gibi savaşabilmesi için bağışıklık sistemini harekete geçirmeye yöneliktir,” diyor. “Belirli ilaçlarla choline seviyelerini değiştirmek, bu durumları etkileyebilir. Bunun hücreler ve farelerde test edilmesi gerektiğini söylüyor.”
Gelecekteki stratejiler, choline alımının ve sonraki metabolizmanın öneminin daha da gösterilebilmesi için genetik ve doku özgü modellere dahil olabilir.
Bu çalışma derin bir işbirliği çalışmasıydı. Dr. Fullerton’un laboratuvarı, makrofaj hücreleri üzerinde çalışmaya başladı ve choline’in engellenmesinin, belirli bir sitokin olan RELM alfa’nın daha az üretilmesine neden olduğunu tespit etti. Hücrelerde gözlemlediklerinin fizyolojik sonuçlarını daha iyi anlamak için, bu konuda uzman bir bilim insanı olan Kaliforniya Üniversitesi, Riverside’deki Dr. Meera Nair ile iletişime geçtiler.
Dr. Nair’in laboratuvarı, co-ilk yazar Dr. Sang Yong Kim liderliğinde fare enfeksiyon çalışmalarını yürüttü. Ottawa Tıp Fakültesi’nde, Dr. Steffany Bennett’in lipidomik profillemesi, Dr. Julie St-Pierre’in metabolizması, Dr. Baptiste Lacoste’un iletim elektron mikroskopisi ve Dr. Alexandre Blais’in biyoinformatiği konusundaki uzmanlık alanlarından faydalandı. Fakültenin en son teknolojiye sahip merkez tesisleri de vazgeçilmezdi.
Dr. Fullerton, “Herkesin işbirliğine ve uzmanlığına olan istekliliği için çok minnettarız,” diyor.
Bu çalışma Kanada Doğal Bilimler ve Mühendislik Araştırma Konseyi (NSERC), Kanada Sağlık Araştırmaları Enstitüsü (CIHR) gibi diğer finansman kuruluşlarından gelen bir Keşif Ödülü ile desteklendi.