Articles

vita blodkroppar lanserar DNA ’webs’ för att varna för invaders

genom att släppa några av deras DNA, B-celler liksom dessa kanske kan varna andra immunceller för närvaron av farliga mikrober.

iStock.com/man_at_mouse

Tänk på det som att kommunicera med Dum sträng. När några av våra vita blodkroppar upptäcker virus eller andra mikrober som har invaderat våra kroppar, kan de varna andra celler för hotet genom att spruta ut något av deras DNA. Detta oväntade varningssystem, som beskrivs i en studie ut den här veckan, kan påskynda kroppens svar på patogener.

” det kan vara ett nytt sätt för immunceller att upptäcka infektioner och bli av med dem”, säger den medfödda immunologen Paul Kubes från University of Calgary i Kanada, som inte är ansluten till studien.

forskare vet redan att vissa av våra celler distribuerar DNA för att direkt bekämpa infektioner. Immunceller som kallas neutrofiler kan mata ut sitt DNA och bilda ett nät av klibbiga strängar som kallas en neutrofil extracellulär fälla (netto) som fångar och dödar mikrober. Andra immunceller genererar liknande DNA-snaror. Materialet för dessa fällor kommer ofta från kärnan, men det kan också komma från mitokondrier, cellernas energiproducerande kraftverk.

i den nya studien undersökte ett team under ledning av biokemisten Bj Ubirn Ingelsson och immunokemisten Anders ros Ubign från Link Ubigping University i Sverige om NETs också skulle kunna stimulera tillväxten av cancervita blodkroppar i en typ av leukemi—något som forskare tidigare hade antagit. Medan man testade den tanken märkte forskarna något märkligt om cancerceller som hade tagits bort från leukemipatienter och växte i labbrätter.

de onormala vita blodkropparna-kända som B-celler-släppte ibland DNA-skeiner som liknar Net. Dessa DNA-banor, som forskarna kallar dem, var inte bara en quirk av leukemiceller. Forskarna visade att B-celler från friska människor också sprutar ut DNA som svar på de distinkta molekylära mönster som förekommer i många bakterier och virus. Fyra andra typer av vita blodkroppar producerar också webben, rapporterade laget online denna vecka i Proceedings of the National Academy of Sciences. Sekvensering av det urladdade DNA visade att det kom från mitokondrier, inte kärnan.

de mitokondriella DNA-banorna (mtDNA) som släpps ut av de vita blodkropparna skiljer sig från nät på flera sätt. För en sak saknar de mikrobdödande proteinerna som dekorerar nät. Och cellerna som matar ut dem överlever-nätspyrande neutrofiler dör ofta efter att ha släppt sitt DNA. Det kan bero på att banorna kommer från mitokondrier, som bär extra kopior av deras DNA. Så celler kanske kan spara lite mtDNA, säger ros Ubign.

men om mtDNA-banorna inte bär patogendödande proteiner, hur kan de skydda oss? Webben fungerar istället som signaler mellan immunceller, föreslår forskarnas resultat. DNA utlöser andra vita blodkroppar för att frigöra proteiner som kallas typ 1-interferoner, vilket hjälper våra kroppar att bekämpa virus och vissa bakterier. Men hittills har forskare inte kunnat fastställa vilka receptormolekyler som tillåter immunceller att svara på mtDNA-larmet.

även om våra kroppar har flera mekanismer för att identifiera hot och meddela andra celler, ”har vi upptäckt ett parallellt signalsystem för cellfara”, säger ros Acign. Fördelen med mtDNA som varning kan vara hastighet, säger Ingelsson, som ser det som ”en snabb budbärarmolekyl” som kan inducera ett skyddande svar på några minuter. Andra immunförsvar kräver vanligtvis timmar eller till och med dagar för att mobilisera.

författarna ”har gjort ett ganska bra och uttömmande jobb med att visa att dessa banor är annorlunda än vad vi har stött på tidigare”, säger Kubes. Men utan ytterligare studier i levande djur, ”det är omöjligt att säga” hur viktigt webben är för att bekämpa infektion, varnar mikrobiologen Victor Nizet vid University of California, San Diego.

ros Acign, Ingelsson och kollegor går djupare in i banans roller i sjukdomar och skador. Andra studier har funnit höga nivåer av fritt flytande mtDNA hos patienter som har skadats eller lider av olika sjukdomar, inklusive hjärtsjukdomar, vissa infektioner och autoimmuna sjukdomar som lupus. Men huruvida detta DNA är detsamma som de nyligen dokumenterade banorna är fortfarande oklart.