Mitokondria bukan hanya 'pembangkit tenaga listrik' – mereka juga memerangi kuman
Mitokondria terutama dikenal sebagai komponen penghasil energi sel. Tapi para ilmuwan semakin menemukan Bahwa organel kecil ini melakukan lebih dari sekadar sel listrik. Mereka juga terlibat dalam fungsi kekebalan seperti mengendalikan peradangan, Mengatur Kematian Sel Dan menanggapi infeksi.
Penelitian dari rekan -rekan saya dan saya mengungkapkan bahwa mitokondria memainkan yang lain Peran kunci dalam respons imun Anda: Mengacu aktivitas bakteri dan membantu neutrofil, sejenis sel darah putih, menjebak dan membunuh mereka.
Selama 16 tahun terakhir, Penelitian saya terfokus Saat memahami keputusan yang dibuat sel-sel kekebalan selama infeksi dan bagaimana pemecahan proses pengambilan keputusan ini menyebabkan penyakit. Temuan baru -baru ini laboratorium menjelaskan mengapa orang -orang dengan Penyakit Autoimun seperti lupus mungkin berjuang untuk melawan infeksi, mengungkapkan hubungan potensial antara mitokondria disfungsional dan pertahanan kekebalan yang melemah.
Senjata rahasia sistem kekebalan tubuh
Neutrofil adalah Jenis sel kekebalan yang paling berlimpah dan berfungsi sebagai sistem kekebalan tubuh responden pertama. Salah satu mekanisme pertahanan utama mereka adalah melepaskan perangkap ekstraseluler neutrofil, atau jaring – Struktur seperti Well yang terdiri dari DNA dan protein antimikroba. Jaring lengket ini menjebak dan menetralkan mikroba yang menyerang, mencegah penyebarannya di tubuh.
Sampai baru -baru ini, para ilmuwan percaya bahwa pembentukan bersih terutama dipicu oleh stres dan kerusakan seluler. Namun, penelitian kami menemukan bahwa mitokondria dapat mendeteksi produk sampingan bakteri tertentu – laktat – dan menggunakan sinyal itu untuk memulai pembentukan bersih.
Laktat umumnya dikaitkan kelelahan otot pada orang. Tetapi dalam konteks infeksi bakteriitu memainkan peran yang berbeda. Banyak bakteri melepaskan laktat sebagai bagian dari produksi energi mereka sendiri. Tim saya menemukan bahwa begitu bakteri diliputi oleh kompartemen sel disebut fagosomneutrofil dapat merasakan keberadaan laktat ini.
Di dalam fagosom, laktat ini berkomunikasi dengan neutrofil Bakteri itu ada dan proses antibakteri tidak cukup untuk membunuh patogen ini. Ketika mitokondria dalam sel neutrofil mendeteksi laktat ini, mereka Mulailah memberi sinyal untuk sel untuk menyingkirkan jaring yang telah terperangkap bakteri. Setelah bakteri dilepaskan di luar sel, sel -sel kekebalan tubuh lainnya dapat membunuh mereka.
Saat kami memblokir kemampuan mitokondria untuk merasakan laktat, neutrofil gagal menghasilkan jaring secara efektif. Ini berarti bakteri lebih cenderung melarikan diri dari penangkapan dan berkembang biak, menunjukkan betapa pentingnya mekanisme ini bagi pertahanan kekebalan tubuh. Proses ini menyoroti dialog yang rumit antara metabolisme bakteri dan mesin energi sel inang.
Apa yang membuat temuan ini mengejutkan adalah bahwa mitokondria di dalam sel mampu mendeteksi bakteri yang terperangkap dalam fagosom, meskipun mikroba tertutup dalam ruang terpisah. Entah bagaimana, sensor mitokondria dapat mengambil isyarat dari dalam kompartemen ini – prestasi koordinasi seluler yang mengesankan.
Menargetkan mitokondria untuk melawan infeksi
Studi kami adalah bagian dari bidang yang berkembang disebut imunometabolismeyang mengeksplorasi caranya metabolisme dan fungsi kekebalan tubuh saling terkait. Daripada melihat metabolisme seluler sebagai cara yang ketat untuk menghasilkan energi, para peneliti sekarang mengenalinya sebagai pendorong utama keputusan kekebalan tubuh.
Mitokondria duduk di jantung interaksi ini. Kemampuan mereka untuk merasakan, merespons dan bahkan membentuk lingkungan metabolisme sel memberi mereka a peran penting Dalam menentukan bagaimana dan kapan respons imun digunakan.
Misalnya, temuan kami memberikan alasan utama mengapa pasien dengan penyakit autoimun kronis yang disebut Lupus erythematosus sistemik sering menderita infeksi berulang. Mitokondria pada neutrofil pasien lupus Gagal merasakan laktat bakteri dengan baik. Akibatnya, produksi bersih berkurang secara signifikan. Disfungsi mitokondria ini dapat menjelaskan mengapa pasien lupus lebih rentan terhadap infeksi bakteri – meskipun sistem kekebalan tubuh mereka terus diaktifkan karena penyakit tersebut.
Pengamatan ini menunjuk pada peran sentral mitokondria dalam menyeimbangkan respons imun. Ini menghubungkan dua masalah yang tampaknya tidak terkait: aktivitas berlebihan kekebalan, seperti yang terlihat pada lupus, dan kelemahan kekebalan tubuh seperti peningkatan kerentanan terhadap infeksi. Ketika mitokondria bekerja dengan benar, mereka membantu neutrofil memasang serangan yang efektif dan ditargetkan pada bakteri. Tetapi ketika mitokondria terganggu, sistem ini rusak.
Penemuan kami bahwa mitokondria dapat merasakan laktat bakteri untuk memicu pembentukan bersih membuka kemungkinan baru untuk mengobati infeksi. Misalnya, obat yang meningkatkan penginderaan mitokondria dapat meningkatkan produksi bersih pada orang dengan sistem kekebalan tubuh yang melemah. Di sisi lain, untuk kondisi di mana Nets berkontribusi pada kerusakan jaringan-seperti pada penyakit COVID-19 atau autoimun yang parah-mungkin bermanfaat untuk membatasi respons ini.
Selain itu, penelitian kami menimbulkan pertanyaan apakah sel -sel kekebalan lain menggunakan mekanisme yang sama untuk merasakan metabolit mikroba, dan apakah produk sampingan bakteri lain mungkin berfungsi sebagai sinyal kekebalan tubuh. Memahami jalur ini secara lebih rinci dapat menyebabkan perawatan baru yang memodulasi respons imun lebih tepat, mengurangi kerusakan jaminan sambil menjaga pertahanan antimikroba.
Mitokondria bukan hanya pembangkit tenaga listrik sel – mereka adalah menara pengawas sistem kekebalan tubuh, waspada bahkan akan sinyal metabolisme yang paling samar dari penjajah bakteri. Ketika pemahaman para peneliti tentang peran mereka berkembang, demikian juga penghargaan kami terhadap kompleksitas – dan kemampuan beradaptasi – dari pertahanan seluler kami.
Artikel yang diedit ini diterbitkan ulang dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Baca Artikel asli.
