หนอนปรสิตเสนอ 'ลิงค์ที่ขาดหายไป' ในธรรมชาติคู่ของตัวควบคุมภูมิคุ้มกันที่สำคัญ

Herbert รองศาสตราจารย์ด้านพยาธิชีววิทยาของ Penn's School of Veterinary Medicine กล่าวว่า "มนต์ของห้องทดลองของฉันตั้งแต่เริ่มก่อตั้งคือหนอนปรสิตจัดการกับโฮสต์ของพวกมันด้วยวิธีที่น่าสนใจมากเพื่อรักษาความอยู่รอดของพวกมัน "SARS-CoV-2 ไม่สนใจที่จะอยู่ในร่างกายของคุณนานๆ เพราะมันแพร่เชื้อได้ง่าย พยาธิไม่ได้แพร่กระจายง่ายขนาดนั้น ดังนั้นพวกเขาจึงต้องหาวิธีที่จะคงอยู่ต่อไป" การโฟกัสดังกล่าวได้เปิดเผยข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับโมเลกุลส่งสัญญาณภูมิคุ้มกัน ไซโตไคน์ IL-33 ซึ่งมีความสำคัญไม่เพียงแต่ในการติดเชื้อปรสิตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสภาวะสุขภาพอื่นๆ เช่น โรคหอบหืด โรคอ้วน และโรคเรื้อนกวาง ในการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในScience Immunologyเฮอร์เบิร์ตและเพื่อนร่วมงานได้ให้ข้อมูลเชิงลึกที่อธิบายว่า IL-33 สามารถช่วยปกป้องร่างกายจากการติดเชื้อปรสิตได้อย่างไร แต่ยังยับยั้งการอักเสบเรื้อรังในโรคที่ระบบภูมิคุ้มกันทำงานอย่างไม่เหมาะสมและทำให้เกิดพยาธิสภาพที่เป็นอันตราย การค้นพบที่สำคัญคือกิจกรรมของ IL-33 ขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์ที่ปล่อยออกมา "ผู้คนจำนวนมากสนใจ IL-33 นับตั้งแต่มีการศึกษาเกี่ยวกับความสัมพันธ์ของจีโนมครั้งใหญ่ 2 ครั้งที่เกี่ยวข้องกับมันและตัวรับของมันในการเกิดโรคของโรคหอบหืด" เฮอร์เบิร์ตกล่าว "นักวิจัยคนอื่นๆ มองมันในบริบทของการติดเชื้อ และอื่นๆ ในบริบทของสมองและพัฒนาการ และทุกคนรู้ว่าโปรตีนนี้อยู่ในนิวเคลียส แต่ไม่มีใครเข้าใจว่ามันออกมาจากเซลล์เพื่อทำสิ่งเหล่านี้ให้สำเร็จได้อย่างไร . "ฉันตื่นเต้นกับงานนี้ เพราะไม่เพียงแต่เราจะพบไซโตไคน์นี้ในเซลล์ชนิดที่ไม่มีใครคาดคิดเท่านั้น แต่เรายังนำเสนอกลไกที่ไม่มีใครคาดคิดว่ามันจะออกมาได้อย่างไร" IL-33 ได้รับความสนใจอย่างมากจากนักภูมิคุ้มกันวิทยาที่มุ่งเน้นไปที่สิ่งที่เรียกว่าการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันประเภท 2 ซึ่งโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการติดเชื้อปรสิตหรือโรคหอบหืดและโรคภูมิแพ้ ที่ด้านหน้าของปรสิต นักวิจัยรู้ว่า IL-33 มีส่วนในการ "ปลุก" ระบบภูมิคุ้มกันต่อการติดเชื้อเวิร์ม ในรูปแบบหนูทดลอง สัตว์ที่ไม่มี IL-33 จะคงการติดเชื้อหนอนได้นานกว่าสัตว์ที่มี IL-33 ครบถ้วน เพื่อหาคำตอบว่าเซลล์ชนิดใดที่ปล่อยโมเลกุลส่งสัญญาณ IL-33 มีความสำคัญหรือไม่ เฮอร์เบิร์ตและเพื่อนร่วมงานใช้แบบจำลองเมาส์พิเศษซึ่งมีเพียงเซลล์ที่สร้างแอนติเจนของไมอีลอยด์ (เซลล์ภูมิคุ้มกัน) หรือเซลล์เยื่อบุผิว เพื่อปลดปล่อย IL-33 "แน่นอน เราพบว่าเมื่อสัตว์ที่ขาด IL-33 ที่ได้จากไมอีลอยด์จะติดเชื้อพยาธิปากขอ พวกมันกำจัดพยาธิปากขอเหล่านั้นอย่างรวดเร็ว" เฮอร์เบิร์ตกล่าว อย่างไรก็ตาม หนูที่ไม่มี IL-33 ในเซลล์เยื่อบุผิวนั้นไม่สามารถกำจัดเชื้อได้ในทันที ผลลัพธ์เดียวกันนี้เกิดขึ้นในสัตว์ฟันแทะอีกรุ่นหนึ่ง ซึ่งเป็นการติดเชื้อพยาธิตัวกลม เซลล์ Dendritic ซึ่งเป็นเซลล์นำเสนอแอนติเจนชนิด myeloid ผลิต IL-33 และการทดลองเพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่าไซโตไคน์ที่ผลิตโดยเซลล์เหล่านี้สนับสนุนประชากรเฉพาะของกฎระเบียบ T เซลล์ (Tregs) ซึ่งเป็นเซลล์ "ที่มีจุดประสงค์ทั้งหมดเพื่อยับยั้ง การตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน" เฮอร์เบิร์ตกล่าว ตอนนี้เข้าใจว่าเซลล์ dendritic เป็นกุญแจสำคัญในการสนับสนุน Tregs นักวิจัยต้องการทำความเข้าใจว่าเซลล์ dendritic ส่ง IL-33 อย่างไร ตัวอ่อน ทีมงานได้คัดกรองเซลล์เดนไดรต์จากหนูที่มีและไม่มี IL-33 โดยระบุโปรตีนที่เรียกว่า perforin-2 ที่จะยับยั้งการแสดงออกจากเซลล์ไมอีลอยด์ที่ขาด IL-33 ตามชื่อของมัน Perforin-2 จะสร้างรูพรุนที่ครอบคลุมเยื่อหุ้มเซลล์ เหมือนกับอุโมงค์บนไหล่เขา ทำให้สามารถขนส่งโปรตีนเข้าและออกได้ การค้นพบนี้สมเหตุสมผลอย่างยิ่งสำหรับนักวิจัย โดยให้คำอธิบายว่าเซลล์เดนไดรติกสามารถส่งเสริมการปลดปล่อย IL-33 ในเนื้อเยื่อเพื่อโต้ตอบกับ Tregs ได้อย่างไร และเมื่อเฮอร์เบิร์ตและเพื่อนร่วมงานทดลองกำจัดเพอร์ฟอริน-2 ออกจากเซลล์เดนไดรต์ พวกเขาเห็นว่าไม่มีการเจริญเติบโตของ Treg ตามมา เพื่อเชื่อมโยงสิ่งที่ค้นพบในแบบจำลองสัตว์และจานทดลองกับมนุษย์ ทีมใช้ตัวอย่างผู้ป่วยจากแพทย์หู คอ จมูก Noam Cohen ของ Penn พวกเขาพบ perforin-2 ที่พลาสมาเมมเบรนของเซลล์จากติ่งเนื้อที่ถูกนำออกจากผู้ป่วยที่เป็นโรคไซนัสอักเสบเรื้อรัง บ่งชี้ว่าความสำคัญของการค้นพบนี้ขยายไปสู่สุขภาพของมนุษย์ การศึกษานี้ปูทางไปสู่งานแปลด้านภูมิคุ้มกันวิทยามากยิ่งขึ้น และเวิร์มก็ต้องขอขอบคุณ "มันเป็นลิงค์ที่ขาดหายไป" เฮอร์เบิร์ตกล่าว "มันเปิดทิศทางใหม่ทั้งหมดเพื่อทำความเข้าใจว่าไซโตไคน์นี้อาจเกี่ยวข้องกับโรคอ้วน โรคลำไส้อักเสบ โรคโครห์น โรคหอบหืด และการพัฒนาได้อย่างไร"