Ένα από τα πολλά θαύματα -και μυστήρια- της ανθρώπινης βιολογίας είναι η περίπλοκη απόκριση του έμφυτου ανοσοποιητικού συστήματος, το οποίο είναι γνωστό για την ταχύτητά του στην εξόντωση των παθογόνων που εισβάλλουν και την ικανότητά του να προκαλεί εκρηκτική φλεγμονώδη απόκριση.
Η ικανότητα του σώματος να αισθάνεται γρήγορα και να αντιδρά σε τυχόν διήθηση μικροβίων είναι απαραίτητη στον εξαντλητικό πόλεμο που απαιτείται για να σταματήσει η εξέλιξη μιας μολυσματικής ασθένειας και να ξεκινήσει η διαδικασία σταθεροποίησης και αποκατάσταση.
Η φύση σχεδίασε τη φλεγμονώδη απόκριση ως μια ισχυρή μορφή προστασίας, που περιλαμβάνει τη διαστολή των αιμοφόρων αγγείων, την αύξηση της θερμοκρασίας και την προσέλκυση μιας πλημμύρας ανοσοκυττάρων σε μολυσμένο ή τραυματισμένο ιστό. Ωστόσο, μερικές φορές η φλεγμονή δεν σβήνει. Αντί να παίζει ευεργετικό ρόλο, η επίμονη φλεγμονή γίνεται ένα συνεχές, ανεξέλεγκτο φορτίο ικανό να βλάψει σοβαρά το δέρμα, να πνίξει τις αρθρώσεις ή να αυξήσει τον κίνδυνο καρκίνου.
Η χρόνια φλεγμονή μπορεί να συμβεί μετά από βακτηριακές ή ιογενείς λοιμώξεις. Πράγματι, ορισμένα από τα προβλήματα δυσφορίας που σχετίζονται με τη νόσο COVID-19, συμπεριλαμβανομένης της «μακράς διάρκειας COVID» (καταστάσεις που προκύπτουν μετά την εκκαθάριση της λοίμωξης) έχουν συνδεθεί με χρόνια φλεγμονή.
Στο Σιάτλ, η Leah Rommereim και οι συνεργάτες της διαπίστωσαν ότι μικρές αυξήσεις μιας μόνο πρωτεΐνης που ανιχνεύει παθογόνα μπορεί να προκαλέσει δυσανάλογα μεγάλη φλεγμονώδη απόκριση στα κύτταρα. Αυτή η πρωτεΐνη, ονομάζεται NOD1, είναι ένα ενδοκυτταρικό μόριο που διεγείρει προφλεγμονώδεις και αντιμικροβιακές αποκρίσεις όταν ενεργοποιείται από σύμπλοκα που υπάρχουν σε ορισμένα παθογόνα.
Αν και η φλεγμονή είναι ευεργετική για την εκκαθάριση των λοιμώξεων, η παρατεταμένη φλεγμονή μπορεί να είναι κατάρα.
“Η επίμονη φλεγμονή πιστεύεται ότι προκαλεί ογκογένεση με πολλούς τρόπους, συμπεριλαμβανομένης της ενεργοποίησης της ίδιας της διαδικασίας μετασχηματισμού και της παροχής ενός κατάλληλου περιβάλλοντος για τον πολλαπλασιασμό των μετασχηματισμένων κυττάρων”, έγραψαν η Rommereim και οι συνεργάτες της στο περιοδικό Science Signaling, αναφερόμενοι σε φυσιολογικά κύτταρα που μετατράπηκαν σε καρκινικά αυτοί.
Μαζί με την ομάδα της, η Rommereim, παρείχε μια λεπτομερή ματιά στις λειτουργίες της NOD1 και τον πρωταρχικό της ρόλο ως προφλεγμονώδης πρωτεΐνη.
“Η NOD1 είναι ένας πανταχού εκφρασμένος ενδοκυτταρικός έμφυτος αισθητήρας μικροβιακής λοίμωξης που ανιχνεύει το μεσο-διαμινοπιμελικό οξύ, ένα συστατικό βακτηριακής πεπτιδογλυκάνης”, έγραψαν οι ερευνητές.
Η πεπτιδογλυκάνη είναι ένα παχύ δομικό πολυμερές σε Gram αρνητικά και θετικά βακτήρια. Το πολυμερές παρέχει εξαιρετική ακαμψία στο κυτταρικό τοίχωμα, ιδιαίτερα σε Gram θετικά βακτήρια. Μερικά από αυτά τα μικρόβια μπορούν να περιέχουν έως και 40 στρώσεις πεπτιδογλυκάνης. Η δραστηριότητα της NOD1 συνδέεται επίσης στενά με τον καρκίνο του στομάχου. Σε ορισμένες μελέτες, οι γενετικές παραλλαγές της NOD1 σχετίζονται με τον κίνδυνο καρκίνου του στομάχου και η έκφραση της NOD1 αυξάνεται στους γαστρικούς όγκους”.
Το βακτήριο στο οποίο βασίστηκε μέρος της έρευνας είναι το ελικοβακτήριο του πυλωρού (H. pylori), το οποίο προκαλεί χρόνια μόλυνση του πεπτικού σωλήνα. Συνδέεται στενά με τον καρκίνο του στομάχου. Η NOD1 ανιχνεύει την παρουσία του ελικοβακτηρίου του πυλωρού και παίζει βασικό ρόλο στην έναρξη της φλεγμονώδους απόκρισης για την απαλλαγή του σώματος από τα βακτήρια. Το ελικοβακτήριο του πυλωρού προκαλεί επίσης γαστρικά έλκη, και μπορεί να αντιμετωπιστεί με αντιβιοτικά. Ο μισός παγκόσμιος πληθυσμός πιστεύεται ότι αποικίζεται από τα βακτήρια αυτά, ειδικά από ανθρώπους που ζουν σε αναπτυσσόμενες χώρες.
Το ελικοβακτήριο του πυλωρού είναι ένα Gram αρνητικό παθογόνο, ένας σπειροειδής αποικιστής του ανθρώπινου γαστρεντερικού σωλήνα, ο οποίος εδώ και χρόνια αποτελεί αντικείμενο έρευνας, συμπεριλαμβανομένων των μελετών που οδήγησαν σε βραβείο Νόμπελ. Πολύ πριν ξεκινήσει η έρευνα της Rommereim σχετικά με το ρόλο της NOD1, το H. pylori είχε ήδη συνδεθεί με φλεγμονώδεις καταστάσεις, όπως γαστρίτιδα, ασθένεια των ούλων και καρκίνο. Οι περισσότεροι ασθενείς που έχουν μολυνθεί είναι ασυμπτωματικοί και δεν γνωρίζουν ότι έχουν αποικιστεί από τα βακτήρια.
Το ελικοβακτήριο του πυλωρού ήταν κάποτε γνωστό ως Campylobacter pylori καθώς το σχήμα του μοιάζει με ανοιχτήρι πόματος κρασιού. Σύμφωνα με την επικρατούσα επιστημονική σοφία, πιστεύεται ότι αυτή είναι μια εξελικτική προσαρμογή που του επιτρέπει να διαπερνά την παχιά επένδυση της βλέννας του στομάχου, την οποία αποικίζει. Πέρα από το στομάχι, βρίσκεται στον οισοφάγο, στο παχύ έντερο, στο ορθό και σε πολλές άλλες περιοχές.
Η βακτηριακή παρουσία ενεργοποιεί το έμφυτο ανοσοποιητικό σύστημα, το τμήμα το ανοσοποιητικού που υπάρχει από τη γέννησή μας και συνεχίζει να καταπολεμά τις λοιμώξεις καθόλη τη διάρκεια της ζωής. (Ένα άλλο μέρος, το προσαρμοστικό ανοσοποιητικό σύστημα, το οποίο περιλαμβάνει Β κύτταρα και Τ κύτταρα, αναπτύσσεται με την πάροδο του χρόνου ξεκινώντας πριν ολοκληρωθεί το πρώτο έτος της ζωής μας. Τα Β και Τ κύτταρα είναι γνωστά για την ικανότητά τους να σχηματίζουν αναμνήσεις προηγούμενων λοιμώξεων και να ανταποκρίνονται γρηγορότερα όταν αυτές οι λοιμώξεις όταν τις συναντήσουν στο μέλλον). Αυτό που προσέλκυσε την προσοχή των ερευνητών είναι η φλεγμονώδης απόκριση που προκαλείται από το έμφυτο ανοσοποιητικό σύστημα, λόγω της σύνδεσής του με τον καρκίνο.
Η ομάδα διερεύνησε πώς μικρές αλλαγές στα επίπεδα της NOD1 επηρέασαν τις μεταγραφικές φλεγμονώδεις και καρκινικές αντιδράσεις. Για παράδειγμα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η καταστολή της συστάδας microRNA miR-15b / 16 αύξησε την αφθονία της πρωτεΐνης NOD1 στα κύτταρα μόνο 1,2-1,3 φορές και μείωσε τον αριθμό των μορίων σύνδεσης που απαιτούνται για την ενεργοποίησή του. Από την άλλη πλευρά, όταν η NOD1 αυξήθηκε 1,5 φορές, αυτό με τη σειρά του διέγειρε τις μεταγραφικές αποκρίσεις. Και οι δύο αυξήσεις της NOD1 οδήγησαν σε δυσανάλογα ισχυρή κλιμάκωση φλεγμονωδών και ογκογόνων γονιδίων. Αυτά τα δεδομένα μπορεί να εξηγήσουν γιατί ορισμένες γενετικές παραλλαγές της NOD1 και ένα μειωμένο miR-15b / 16 σχετίζονται με υψηλότερο κίνδυνο ανάπτυξης καρκίνου του στομάχου.
Ο καρκίνος του στομάχου δεν είναι η μόνη σημαντική ασθένεια που σχετίζεται με το ελικοβακτήριο του πυλωρού και τη φλεγμονή. Ένα αυξανόμενο σύνολο στοιχείων υποδηλώνει έντονα ότι τα βακτήρια σχετίζονται με ιδιοπαθή θρομβοκυτταροπενική πορφύρα, αθηροσκλήρωση, περιοδοντίτιδα, αναιμία, σύνδρομο Guillain-Barre και αρκετές αυτοάνοσες δερματικές διαταραχές, συμπεριλαμβανομένης της ροδόχρου ακμής και της ψωρίασης.
Ακόμα, μελέτες έχουν συνδέσει το H. Pylori και τη φλεγμονή με εγκεφαλικές διαταραχές μέσω της σύνδεσης εντέρου εγκεφάλου. Δύο τέτοιες καταστροφικές διαταραχές περιλαμβάνουν τις ασθένειες του Πάρκινσον και Αλτσχάιμερ.
“Παρέχουμε στοιχεία ότι η παρατεταμένη μικρή αύξηση της έκφρασης της πρωτεΐνης NOD1, ενός κυτοσολικού αισθητήρα βακτηριακής λοίμωξης που εκφράζεται παντού, έχει μεγάλο αντίκτυπο στην κατάσταση της κυτταρικής μεταγραφής, συμπεριλαμβανομένης της φλεγμονώδους και, ιδιαίτερα, της ογκογονικής έκφρασης”, δήλωσε η Rommereim.
