În căutarea de a descifra mecanismele intricate care guvernează moartea celulară programată, cercetătorii au pornit într-o călătorie transformațională în domeniul optogeneticii. Acest domeniu de vârf utilizează proteine sensibile la lumină pentru a manipula și dezbina procesele biologice fundamentale cu o precizie fără precedent.

În fruntea acestei explorări se află necroptoza, o moarte celulară programată care împletește caracteristici ale apoptozei și necrozei, distinsă prin puterea sa imunogenică și rolul său central în bolile inflamatorii.

Noi mecanisme

Central în această revoluție se află sistemul Receptor-Interacting Protein Kinase 3 activabil prin lumină (La-RIPK3) – o unealtă optogenetică paradigmatică proiectată pentru a induce oligomerizarea RIPK3 prin activarea cu lumină albastră.

Dezvoltat folosind CRY2olig, o variantă inovatoare a criptocromului din Arabidopsis thaliana, La-RIPK3 permite controlul precis asupra formării necrosomului. Această descoperire nu doar desparte cascadele de semnalizare centrate pe RIPK3, dar și delimitează profiluri distincte de expresie genetică în comparație cu abordările farmacologice convenționale.

Analizând detaliat expresia genetică în celulele HT-29 după activarea La-RIPK3, descoperirile relevă o varietate complexă de reacții celulare. Cercetătorii au observat o creștere semnificativă în răspunsul la stres, semnalizarea citokinică și ajustarea mecanismelor de supraviețuire. Aceste constatări subliniază importanța esențială a RIPK3 în coordonarea răspunsurilor inflamatorii și a deciziilor cruciale pentru supraviețuirea celulară.

Propulsată de analize bulk RNA-Seq, insight-urile obținute din activarea La-RIPK3 în celulele HT-29 ilustrează o simfonie a dinamicii expresiei genetice. Descoperind căi îmbogățite în răspunsul la stres, semnalizarea citokinică și modularea mecanismelor de supraviețuire, această explorare profundă a transcriptomicii subliniază rolurile subtile de reglare ale RIPK3 în orchestrarea răspunsurilor inflamatorii și deciziilor privind destinul celular, potrivit Science Direct.

Vezi și: Buprenorfina, opțiune sigură pentru ameliorarea durerii la vârstnici

Integrarea luminii

Depășind granițele convenționale, integrarea stimulării cu lumină modelată prin modulatoare spațiale de lumină conferă cercetătorilor o precizie spațio-temporală fără precedent în controlul necroptozei. Acest salt tehnologic nu doar îmbunătățește înțelegerea noastră mecanică, dar și pregătește terenul pentru intervenții terapeutice țintite, potențial remodelând strategiile de tratament în afecțiuni inflamatorii și dincolo.

Implicațiile transformative ale controlului optogenetic se extind mult dincolo de explorarea academică, oferind un far de speranță pentru inovația terapeutică. Prin ajustarea fină a peisajului imun prin inducția localizată a morții celulare lize inflamatorii prin activarea La-RIPK3, se deschide perspectiva modelării microambientei tumorale și creșterii eficienței imunoterapiei împotriva tumorilor solide – o schimbare paradigmatică în lupta împotriva cancerului și a afecțiunilor inflamatorii cronice.

Optogenetica - FOTO: Freepik@yimixing

Cum funcționează terapia

Cercetătorii de la Universitatea din Illinois Urbana-Champaign au descoperit o nouă metodă precisă de a dirija celulele problematice către moarte, folosind lumină, o inovație ce ar putea deschide noi perspective în tratarea cancerului și a bolilor inflamatorii.

Necroptoza, o formă de moarte celulară inflamatorie, este un mecanism esențial în arsenalul natural al organismului împotriva bolilor. Cu toate acestea, în unele afecțiuni, acest proces poate scăpa de sub control; de exemplu, celulele canceroase pot inhiba semnalele inflamatorii și, astfel, pot evita moartea.

 "În mod obișnuit, tratamentele pentru cancer utilizează substanțe chimice pentru a induce moartea celulară, dar aceste substanțe se difuzează adesea în țesuturi și este dificil să le concentrezi într-un loc precis, ceea ce duce la apariția unor efecte nedorite.

Prin sensibilizarea celulelor la lumină și concentrarea fasciculului de lumină la dimensiunea mai mică decât a unei singure celule, putem direcționa foarte precis o celulă specifică și putem declanșa procesul său de moarte.

Vezi și: Fibrilația atrială, creștere alarmantă a numărului de cazuri. Simptomele, greu de identificat

Anumite tipuri de celule canceroase creează un mediu local imunosupresiv, în care celulele T nu sunt atrase sau, dacă sunt atrase, nu recunosc zona ca pe o amenințare și nu pătrund în zona afectată de cancer. Prin inducerea necroptozei în unele celule canceroase, sperăm să putem modula acest mediu imunosupresiv și să contribuim la antrenarea celulelor T pentru a recunoaște și a ataca cancerul", a explicat prof. Kai Zhang, autor al studiului.

Întrucât sistemul optogenetic necesită livrarea luminii direct în țesuturi, aplicațiile clinice umane sunt în prezent limitate la țesuturi situate la suprafața pielii.

Cu toate acestea, echipa de la Illinois intenționează să implementeze acest sistem pe modele de șoareci pentru a studia mai detaliat necroptoza și răspunsul imun în cazul cancerului și altor boli inflamatorii. De asemenea, vor continua să investigheze potențialul platformei in vitro pentru antrenarea celulelor T în terapiile imune.

"Înțelegerea căilor de semnalizare celulară în necroptoză este crucială, deoarece acest proces este asociat cu boli precum neurodegenerative și bolile inflamatorii intestinale. Cunoașterea detaliată a modului în care necroptoza afectează progresia acestor boli este esențială pentru identificarea unor strategii terapeutice eficiente", a subliniat Oh, un alt membru important al echipei de cercetare.

  Fiți la curent cu ultimele noutăți. Urmăriți DCMedical și pe Google News

Te-a ajutat acest articol?

Urmărește pagina de Facebook DCMedical și pagina de Instagram DCMedical Doza de Sănătate și accesează mai mult conținut util pentru sănătatea ta, prevenția și tratarea bolilor, măsuri de prim ajutor și sfaturi utile de la medici și pacienți.