Zespół naukowców z hiszpańskiego Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) odkrył nową grupę komórek odpornościowych w skórze – wyspecjalizowane neutrofile, które nie tylko zwalczają infekcje, ale też wytwarzają fizyczne „tarcze” z kolagenu, wzmacniając barierę ochronną organizmu. Wyniki badania opublikowane w czasopiśmie Nature mogą całkowicie odmienić nasze rozumienie roli układu odpornościowego.
Czytaj też: Nieuchwytny wróg traci tarczę. Odkryto nowy sposób walki z norowirusem
Główny autor badania, dr Tommaso Vicanolo, zauważa:
Neutrofile pomagają utrzymać integralność skóry w warunkach fizjologicznych i są aktywowane w odpowiedzi na urazy, tworząc ochronne struktury, które zapobiegają wnikaniu bakterii i toksyn.
Neutrofile – nie tylko pilnują, ale też budują
Neutrofile to jedne z najbardziej znanych i najlepiej przebadanych komórek układu odpornościowego. Od lat wiadomo, że stanowią one pierwszą linię obrony przed infekcjami – szybko migrują do miejsca zakażenia, gdzie pochłaniają i niszczą patogeny, a także uwalniają czynniki zapalne, które wzmacniają odpowiedź immunologiczną. Ich rola była dotąd utożsamiana głównie z reakcją zapalną i eliminacją zagrożeń. Jednak najnowsze badania zespołu kierowanego przez dr Andrésa Hidalgo z CNIC rzucają zupełnie nowe światło na funkcje tych komórek.
Czytaj też: W epicentrum genetycznego chaosu. Przełomowa terapia rozbraja najgroźniejszego raka
Zamiast pełnić wyłącznie rolę „żołnierzy” walczących z patogenami, neutrofile obecne w skórze wykazują również zdolności „budowniczych” – produkują białka macierzy zewnątrzkomórkowej, w tym kolagen, który wzmacnia strukturę skóry. W warunkach fizjologicznych wspierają one utrzymanie integralności tkanki, a w sytuacjach uszkodzenia – jak urazy mechaniczne czy skaleczenia – aktywują się, by tworzyć fizyczne bariery ochronne wokół ran. Te struktury działają jak biologiczne tarcze, zabezpieczając organizm przed przenikaniem bakterii, toksyn i innych szkodliwych czynników środowiskowych.
Wizualizacje wykonane w ramach badania pokazują, jak neutrofile otaczają rany i produkują pierścienie kolagenowe, które działają jak „tarcze”, zatrzymując patogeny na granicy uszkodzonej tkanki. W trójwymiarowej rekonstrukcji widać, jak te struktury (oznaczone kolorem zielonym) tworzą barierę wokół rany.
Badania na myszach wykazały, że aktywność ochronna neutrofili jest regulowana przez dobrze znany szlak sygnałowy TGF-β (transformujący czynnik wzrostu beta). Gdy badacze genetycznie wyłączyli ten szlak, zdolność neutrofili do tworzenia macierzy kolagenowej została osłabiona, a skóra stała się cieńsza i bardziej podatna na uszkodzenia. To sugeruje, że układ odpornościowy może bezpośrednio wpływać na fizyczne właściwości tkanek, znacznie bardziej niż dotąd sądzono.
Jeszcze ciekawszy jest aspekt chronobiologiczny: aktywność kolagenotwórcza neutrofili nie jest stała w ciągu doby. Zespół wykazał, że ich aktywność podlega rytmom dobowym – szczyt produkcji macierzy występuje w nocy. Odkrycie może mieć szerokie zastosowania terapeutyczne – szczególnie w chorobach związanych z osłabieniem bariery skórnej, jak egzema, łuszczyca, stany zapalne czy cukrzyca.
Dr Hidalgo, obecnie związany z Yale School of Medicine, podkreśla:
Nasze odkrycia pomogą opracować terapie wzmacniające barierę skórną u pacjentów z chorobami zapalnymi i zaburzeniami odporności, w tym także diabetyków oraz osób starszych.
Ponadto badacze widzą potencjalne powiązania między aktywnością neutrofili a procesami włóknienia (fibrozy), a nawet rozwoju nowotworów. Jeśli te komórki mają zdolność przebudowy tkanek, możliwe jest, że odgrywają również rolę w patologicznym nadmiarze tkanki łącznej lub w mikrootoczeniu nowotworowym.
