مقاومت بدن در برابر عفونت با کاهش سطح کلسترول سلول

مطالعه جدیدی که توسط دانشمندان UTSW انجام گرفته است، نشان می‌دهد که سلول‌های موجود در برخی از آسیب‌پذیرترین مسیر‌های ورود عفونت باکتریایی به بدن باعث می‌شوند که سیستم ایمنی با تشخیص میزان کلسترول روی سطح آن‌ها خطر را از بین ببرد.

دانشمندان از مدت‌ها قبل می‌دانند که غشا‌های مخاطی که روده، ریه‌ها و سایر نقاط را می‌پوشانند، نقش اساسی در محافظت بدن از عفونت را ایفا می‌کنند، اما به گفته محققان مرکز پزشکی جنوب غربی UT، نیل ام آلتو، استاد میکروب‌شناسی و آرون راداکریشنان استادیار ژنتیک مولکولی، اینکه دقیقا چگونه سیستم ایمنی بدن خواص دفاعی غشای مخاطی سلول‌ها را به منظور ممانعت از عوامل عفونی مانند باکتری‌ها تقویت می‌کند، نامشخص است.

به دلیل اینکه سلول‌های ایمنی مانند ماکروفاژ‌ها (درشت‌خوارها) به طور معمول در مجاورت غشای مخاطی قرار دارند، آلتو و همکارانش به دنبال پاسخ این سوال هستند که آیا سلول‌ها ممکن است مولکولی را ترشح کنند که توانایی دفاعی سلول‌های مخاطی را هنگام تهدید سیستم ایمنی تشخیص دهد.

محققان برای بررسی این ایده، سلول‌های غشا را در یک ظرف با ماکروفاژ‌های فعال رشد دادند و سپس لیستریا مونوسیتوژنز‌ها را به این ترکیب اضافه کردند، لیستریوز گونه‌های باکتریایی هستند که باعث مسمومیت غذایی می‌شود، این سلول‌های غشایی نسبت به سلول‌های یک ظرف بدون ماکروفاژ‌ها به طور قابل توجهی در برابر عفونت مقاوم بودند.

هنگامی که محققان به طور گسترده فعالیت ژن در ماکروفاژ‌ها را مورد بررسی قرار دادند، دریافتند که یکی از ماکروفاژ‌ها به ویژه کلسترول ۲۵ هیدروکسیلاز (CH ۲۵ H) در مواجهه با لیستریا مونوسیتوژنس بطور قابل توجهی فعال‌تر می‌شود. آزمایش‌های بیشتر نشان داد که مولکول کوچک تولید شده توسط این ژن برای جلوگیری از عفونت غشایی نقش اساسی دارد.

به گفته آرون راداکریشنان دکتر و استادیار ژنتیک مولکولی این تحقیق، این ژن در نیم قرن پیش در UTSW کشف شد، از آنجا که کار خود راداکریشنان تمرکز بر متابولیسم کلسترول است (فرایندی که CH ۲۵ H. نقش مهمی را ایفا می‌کند). همچنین آزمایشگاه او و آلتو به منظور درک بهتر چگونگی تقویت این ژن در دفاع از سلول‌های غشایی همکاری می‌کنند.

راداکریشنان افزود: CH ۲۵ H. کلسترول را تغییر می‌دهد، که به طور معمول با آب مخلوط نمی‌شود و به شکلی به نام هیدروکسی کلسترول_ ۲۵ (۲۵ HC) تولید می‌کند که کمی با آب مخلوط می‌شود.

این خاصیت ۲۵ HC برای تنظیم میزان کلسترول (یک لیپید اساسی در هر سلول بدن) مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از کارکرد‌های ۲۵ HC شامل غیرفعال کردن فعالیت ژن‌های دخیل در سنتز کلسترول و فعال کردن آنزیمی است که کلسترول را به شکلی تبدیل می‌کند که می‌تواند در سلول ذخیره شود.

اما در کمال تعجب دانشمنان هنگامی که سلول‌های مخاطی را با ۲۵ HC درمان کردند، دریافتند میزان کلسترول موجود در این سلول‌ها در کل زمان آزمایشات تغییری نمی‌کند. با این حال، از دو نوع مولکول حسگر مختلف که یکی به کلسترول در سطح سلول که در دسترس است متصل می‌شود و دیگری که کلسترول را در سطح سلول غیر قابل دسترس تشخیص می‌دهد (زیرا به سایر چربی‌ها محدود است) استفاده کردند.

آلتو، راداکریشاننان، و همکارانشان کشف کردند ۲۵ HC کلسترول در دسترس سطح سلول را کاهش می‌دهد و آن را به درون سلول می‌کشاند.

راداکریشاننان می‌گوید: پس از یک ساعت از درمان کلسترول در دسترس به شدت از سطح سلول تخلیه شد و تا چهار ساعت کاملاً از بین رفت.

به گفته آلتو، کاهش کلسترول در دسترس برای محافظت از سلول‌های مخاطی در برابر لیستریا مونوسیتوژنس ضروری است؛ هنگامی که دانشمندان سلول‌های تخلیه شده را با آنزیمی که کلسترول غیر قابل دستیابی در سطح سلول را قابل دسترس کرده بود، درمان کردند، سلول‌ها دوباره مستعد ابتلا به عفونت شدند.

این مکانیسم دفاعی نه تنها در مقابل لیستریا مونوسیتوژنس اتفاق می‌افتد بلکه در مقابل باسیل شیگلا (عامل اسهال) Shigella flexneri، یک پاتوژن باکتریایی که باعث بیماری به نام شیگلوز می‌شود، کار کرده است و ماهیت ضد میکروبی این محافظت را برجسته می‌کند.

دانشمندان قصد دارند مکانیسم موجود در این پدیده را برای شناسایی بالقوه بخش‌هایی از این مسیر که می‌تواند توسط دارو‌ها کنترل یا تقویت شوند، مطالعه کنند. آن‌ها همچنین قصد دارند آزمایش کنند که آیا این محافظت در مورد عفونت‌های ویروسی نیز صدق می‌کند یا خیر؟

به گفته آلتو بررسی این فرایند در عمق بیشتر می‌تواند منجر به دستکاری بالقوه متابولیسم کلسترول به عنوان راهی برای تقویت ایمنی در برابر عوامل بیماری زا شود.

این یافته‌ها امروز در Nature Microbiology منتشر شد می‌تواند راهکار‌های جدیدی را برای مقابله با عفونت‌ها ارائه دهد که شامل استفاده از آنتی‌بیوتیک‌ها نمی‌شود.