RAPORT

Imigranci na granicy z Białorusią

Skóra, bakterie, enzymy

Stanów zapalnych skóry nie brak (fot. Shutterstock/Evgeniy Kalinovskiy)
Stanów zapalnych skóry nie brak (fot. Shutterstock/Evgeniy Kalinovskiy)

Odkryto enzymy, które naturalnie wyciszają stany zapalne w skórze. Jeśli są enzymy, to prędzej czy później opracuje się ich blokery. Bardzo pożądane leki, bo stanów zapalnych skóry nie brak, a ich leczenie jest trudne i uciążliwe.

Skąd się biorą białka?

Ewolucyjną tajemnicę pochodzenia białek „z niczego”, a dokładnie z „milczącego DNA” rozszyfrowali uczeni niemieccy i amerykańscy. Wszystko dzięki...

zobacz więcej

Wyobraźmy sobie, co się dzieje, gdy jakaś pełna czynników zjadliwości paskudna chorobotwórcza bakteria dostanie się do naszych jelit, bo ja zjemy, czy do płuc, bo będziemy oddychać skażonym nią powietrzem. Oczywiście na ogół będzie próbować wywołać zakażenie, bo taka jej natura.

Nasz układ odporności zaś będzie próbował jej w tym przeszkodzić. W wyniku tej walki dojdzie do stanu zapalnego nabłonków – to są tkanki wyściełające organy.

Gdyby owa bakteria dostała się w stosownej liczbie komórek wprost do układu krwionośnego, ów stan zapalny mógłby przybrać charakter piorunujący. Dlaczego gdy owa bakteria siedzi na naszej skórze (a na ogół tak jest, choćby w przypadku gronkowca złocistego czy różnych chorobotwórczych pałeczek), to żadnego stanu zapalnego na ogół nie ma? Oczywiście zdarzają się wynikłe z zakażenia choroby skóry, takie jak np. liszajec zakaźny, jednak w dobrym stanie zdrowia nasza skóra nie reaguje na bakterie czy wirusy jak byk na czerwoną płachtę.

Zobacz także: Po co nam archaiczny DNA – czyli o zębie sprzed 1,6 mln lat 

Takie podstawowe pytanie zadał sobie wraz ze swym zespołem jeden z najbardziej dziś znanych na świecie dermatologów, Ricgard L. Gallo ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego. Od lat bada interakcje skóry z otaczającym ja środowiskiem i jak zabezpiecza nas ona przed zakażeniami. Odkrył na przykład bardzo krótkie białka – peptydy – zwane kathelicydynami, które nasza skóra produkuje w odpowiedzi na zakażenie bakteryjne i które mają owe bakterie „zabijać na śmierć”.

Rak – odwieczny zabójca

Uczeni z Uniwersytetu Cambridge wzięli pod molekularne „lupy” średniowieczne kości, by wykazać, że zaawansowane nowotwory były wtedy przyczyną...

zobacz więcej

Te peptydy są częścią maszynerii działania tzw. wrodzonego układu odporności, który jest mistrzem walki za pomocą stanu zapalnego. Prof. Richard Gallo i jego zespół wiedzą, jak wykorzystywać szeroką gamę narzędzi biochemicznych i genetycznych, także myszy transgenicznych czy p;pozbawione jakiś konkretnych genów, aby badać skórę i związane z nią elementy wrodzonej odporności.

Takie, jak chociażby hialuronian czy receptory Toll-like (to są nasze podstawowe sensory stanu układu odporności, reagujące na jego pobudzenie przez np. drobnoustroje chorobotwórcze). Jego praca przełożyła się na nowe zrozumienie przyczyny trądziku różowatego, które to odkrycie zyskało natychmiastowe implikacje terapeutyczne.

Ostatnio jego badania określiły mechanizmy biochemiczne, dzięki którym witamina D i normalna mikroflora skóry, mikrobiom, mogą kontrolować odpowiedzi immunologiczne tejże skóry. Te najnowsze odkrycia pogłębiły wiedzę na temat hipotezy higienicznej w powstawaniu alergii , atopowego zapalenia skóry i trądziku różowatego.

Jego analiza funkcji mikrobiomu ludzkiej skóry prowadzi do odkrycia nowych podejść terapeutycznych do chorób poprzez odkrycie składników bakterii znajdujących się na skórze, które mogą być wykorzystane do wytwarzania leków.

Dziś jego zespół na łamach „Science Immunology” donosi o odkryciu dwóch enzymów kluczowych dla obserwowanej w dobrym stanie zdrowia sytuacji „niewrażliwości” skóry na drobnoustroje chorobotwórcze – blokowania stanu zapalnego. Zdrowa dla nas na ogół tolerancja immunologiczna skóry zależeć ma według opublikowanych właśnie badań od aktywności dwóch enzymów należących do klasy deacetylaz histonów, a nazwanych HDAC8 i HDAC9.

Transgeniczne komary już latają nad USA, czyli o genetycznych kamikadze

Zamiast masowego stosowania insektycydów, można do środowiska wypuścić genetycznie zmienione komary, które niosą w sobie gen zabójczy dla...

zobacz więcej

Trudna nazwa da się rozszyfrować i zrozumieć, ale wymaga to kilku wyjaśnień. Histony są białkami, na które niczym na rdzeń nawinięte są sploty nici DNA w naszych chromosomach. DNA jest bardzo ujemny, te białka są bardzo dodatnie i tak to działa – dość niespecyficznie, ale koniecznie.

Rola histonów jednak nie ogranicza się do utrzymywania DNA a jakimś porządku – żeby się te kilka metrów nici DNA w każdym mikroskopijnym jądrze komórkowym nie poplątało.

Chodzi też o to, by funkcjonowała prawidłowo cała maszyneria białkowa operująca na DNA (np. w celu aktywacji jakiś genów i uzyskania na ich matrycy RNA, a potem z niego białek niezbędnych komórce). Jeśli jakiś gen ma ulec przepisaniu na język RNA, koniecznie muszą się „rozluźnić” histony, wokół których jest owinięty.

Aby to się stało, histony trzeba zmodyfikować chemicznie – muszą zmienić swą strukturę. Można do nich między innymi dołączać resztę kwasu octowego (to się nazywa acetylacja) lub taką cząsteczkę odłączać. To właśnie robią acetylazy i deacetylazy histonów.

Zobacz także: Trzeba się załapać się na rewolucję kwantową 2.0 

Odkrycie oznacza, że owa normalna i zdrowa tolerancja skóry na mikroby warunkowana jest bardzo „głęboko” w komórkach – na poziomie podstawowej regulacji aktywności całych zespołów genów. Jak to prosto wyjaśnia sam Prof. Gallo: „W naszych badaniach zidentyfikowaliśmy enzymy działające na chromosomy określonych komórek skóry, które zapewniają skórze tolerancję immunologiczną. Bez tych enzymów, które każą naszym komórkom ignorować niektóre bakterie, na naszej skórze pojawiłaby się ciągła wysypka”.

Antymaseczkowcy w maseczkach

Co ma wspólnego wielkość tlenu, koronawirusa i cząstek „zmieniających nam genom”, jak Fryderyk II Wielki spopularyzował ziemniaki oraz dlaczego...

zobacz więcej

Ta wysypka jednak niejednokrotnie się pojawia, a skóra choruje na różne stany zapalne. Poznanie dzięki doświadczeniom np. na myszach transgenicznych pozbawionych dwóch genów kodujących owe specjalne deacetylazy, jak funkcjonują te enzymy, pozwala opracować ich chemiczne inhibitory czy modulatory. To zaś może się okazać terapeutycznie zbawienne.

Skórę widać – jest naszą wizytówką i najważniejszą ochroną przed środowiskiem. Jest bardzo silnie unerwiona. Każda jej rana, zwłaszcza rozległe stany zapalne, sprawia poważny ból. Także psychiczny, bo ludzie z niezdrowo wyglądającą skórą, np. cierpiący na atopowe zapalenie skóry alergicy, są społecznie ostracyzowani ze względu na wstręt, który inni odczuwają do nich na drodze bardzo podstawowych mechanizmów psychologicznych.

Kiedyś, u początków medycyny opartej na faktach, a nie wyłącznie obserwacyjnej, na przełomie wieków XIX i XX, o dermatologach powiadano, że zdjęli z człowieka skórę i zaczęli ja leczyć. Skóra jednak nie daje się żywcem zdjąć tak w całości, a wszystko, co na niej widać, wynika z działania wnętrza organizmu, wnętrza komórek.

Poznanie molekularnych sekretów powstawania nadwrażliwości i zapaleń skórnych to początek drogi, na której zaglądamy we wnętrze skóry oraz do organizmu, aby zacząć tę skórę leczyć naprawdę od środka, a nie tylko z wierzchu. Musimy zrozumieć – i ewidentnie prof. Gallo jest tu odkrywcą skutecznym – skąd się biorą pokrzywki i wypryski, dlaczego pojawiają się liszaje czy sucha, szorstka, zaczerwieniona skóra. A nie tylko próbować tej bądź owej maści, a nuż pomoże.

Bardzo żywa skamieniałość sprzed 273 mln lat

Współpraca polskich i japońskich naukowców doprowadziła właśnie do odkrycia na dnie oceanicznym „ekologicznej żywej skamieniałości”. Czyli...

zobacz więcej

Tu też rola dla prawidłowego mikrobiomu skóry, który ma nauczyć układ odporności, jak być tolerancyjnym w zdrowym stopniu, ani za bardzo (pozwalając na zakażenia), ani za mało, co skutkuje trudnymi w leczeniu stanami zapalnymi. Okazuje się zatem, że ów mikrobiom, te miliardy komórek niegroźnych dla naszego zdrowia bakterii, działa na drodze kontroli aktywności genów (tzw. epigenetycznej) i moduluje w ten sposób reakcje zapalne.

Ponieważ kontrola epigenetyczna jest odwracalna, w przeciwieństwie do zmian w naszym DNA takich jak mutacje, możemy potencjalnie kontrolować naszą reakcję zapalną skóry poprzez celowanie w nowoodkryte enzymy.

Być może zmniejszy to zużycie „maści z antybiotykiem”, co samo w sobie byłoby zdrowe dla naszego mikrobiomu i zmniejszyłoby niekontrolowane zużycie antybiotkyków napędzające globalne zjawisko powstawania superbakterii opornych na wszelkie leki. Niewątpliwie tak naukowo, jak i klinicznie oraz epidemiologicznie odkrycie to może mieć wiele konsekwencji. Które zobaczymy, bo żaden nasz organ nie jest tak widoczny jak skóra.

Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne
źródło:
Zobacz więcej