کاهش بیماری های التهابی با حذف میتوکندری های آسیب دیده

علی‌رغم اینکه التهاب یک پاسخ فیزیولوژیکی طبیعی برای حذف موجودات تهاجمی و محرک‌های خارجی است ام التهاب بیش از حد می‌تواند به سلول‌های سالم آسیب رسانده و منجر به بیماری‌های مزمن شود. سلول‌های ایمنی برای کمک به حفظ تعادل در التهاب، از یک ماشین مولکولی به نام NLRP3 inflammasome استفاده می‌کنند. NLRP3 در سلول سالم غیرفعال است، اما زمانی که میتوکندری سلول توسط استرس یا مواجهه با سموم باکتریایی آسیب ببیند، روشن می‌شود.

زمانی که NLRP3 inflammasome در حالت روشن قرار می‌گیرد، می‌تواند در بروز تعدادی از بیماری‌های التهابی مزمن، از جمله نقرس، استئوآرتریت، کبد چرب، آلزایمر و پارکینسون نقش داشته باشد. در یک مطالعه جدید حیوانی، محققان دانشگاه کالیفرنیا رویکرد منحصر به فردی را کشف کردند که ممکن است به درمان برخی از بیماری‌های التهابی مزمن کمک کند. این رویکرد، وادار کردن سلول‌ها برای از بین بردن میتوکندری‌های آسیب‌دیده قبل از فعال شدن NLRP3 inflammasome است.

این تیم تحقیقاتی پیش از این نشان داده‌اند که میتوکندری‌های آسیب‌دیده، NLRP3 inflammasome را فعال می‌کنند. آن‌ها هم‌چنین دریافتند زمانی که میتوکندری‌ها توسط فرایند میتوفاژی حذف می‌شوند، NLRP3 inflammasome غیرفعال می‌شود. پس از آن این سؤال برای محققان مطرح شد که آیا می‌توان التهاب بیش از حد را عمداً توسط میتوفاژی کاهش داد تا میتوکندری آسیب‌دیده را از بین ببرد و به نوبه خود از فعال شدن NLRP3 inflammasome جلوگیری کند.

سانچز لوپز محقق ارشد این پژوهش، زمانی که در حال مطالعه روی چگونگی جذب کولین به عنوان یک ماده مغذی حیاتی برای متابولیسم بود، متوجه شد که مهارکننده آنزیم کولین‌کیناز (ChoK) می‌تواند میتوفاژی را آغاز کند. با مهار ChoK، کولین دیگر وارد غشاهای میتوکندری نمی‌شود. در نتیجه، سلول‌ها میتوکندری را آسیب‌دیده تلقی کرده و از طریق میتوفاژی آن‌ها را از سلول پاک می‌کنند. به گفته وی، با حذف میتوکندری آسیب‌دیده از طریق مهارکننده‌های ChoK، در نهایت توانستیم فعالیت NLRP3 inflammasome را مهار کنیم.

محققان با آزمایش روی موش‌ها کشف کردند که درمان با مهارکننده‌های ChoK از التهاب حاد ناشی از اسید اوریک و سم باکتریایی پیشگیری می‌کند. آزمایشات متعدد نشان داد که درمان با مهارکننده ChoK التهاب مزمن مرتبط با یک بیماری ژنتیکی به نام سندرم Muckle-Well را که توسط جهش‌ در ژن‌های NLRP3 ایجاد می‌شود را نیز معکوس می‌کند. یکی از این آزمایشات اندازه طحال بود. طحال بزرگ‌تر به منزله التهاب بیش‌تر است. طحال موش‌های دچار سندرم Muckle-Well به طور متوسط ​​دو برابر بزرگ‌تر از موش‌های نرمال است، اما اندازه طحال آن‌ها پس از درمان با مهارکننده ChoK نرمال می‌شود.

NLRP3 inflammasome باعث آزاد شدن دو سیتوکین پیش التهابی بسیار قوی به نام اینترلوکین (IL) 1β و IL-18 شده و التهاب را آغاز می‌کند. به گفته کارین، نویسنده اول این پروژه، داروهایی وجود دارند که می‌توانند IL-1β و نه IL-18 را مهار کنند. اما مهارکننده‌های ChoK قادرند هر دو سیتوکین را کاهش دهند. بیماری‌های متعددی از جمله لوپوس و استئوآرتریت وجود دارند که درمان آن‌ها احتمالاً به مهار دوگانه IL-1β و IL-18 نیاز دارد.