Odkrycie daje wgląd w to, dlaczego pracownicy zmianowi doświadczają zaburzeń metabolicznych, co może prowadzić do nowych terapii radzenia sobie z otyłością i zapobiegania zanikowi mięśni.
Ostatnie badania pokazują, że układ odpornościowy oddziałuje z wewnętrznym zegarem organizmu, wpływając na magazynowanie tłuszczu i regulację temperatury. Spostrzeżenia te niosą ze sobą istotne implikacje dla osób, których praca, odżywianie lub sen są nieregularne ze względu na wymagania współczesnego życia.
Kluczowe odkrycie – że cząsteczka immunologiczna w tkance tłuszczowej, znana jako interleukina-17A (IL-17A), odgrywa rolę regulacyjną w magazynowaniu tłuszczu – ma znaczący potencjał terapeutyczny w walce z otyłością, zapobieganiu wyniszczeniu i łagodzeniu innych zaburzeń metabolicznych . Celując w tę cząsteczkę, twórcy leków mogą zyskać nową, cenną ścieżkę tworzenia terapii ukierunkowanych na te schorzenia.
Rytmy dobowe i procesy biologiczne
Rytmy dobowe to procesy biologiczne działające w cyklu 24-godzinnym, zapewniające działanie kluczowych funkcji biologicznych o określonych porach dnia w celu synchronizacji organizmu z zewnętrznymi sygnałami środowiskowymi. Najbardziej znanym przykładem jest cykl snu i czuwania, który jest zgodny z naturalnym cyklem światło-ciemność słońca.
Układ odpornościowy działa według rytmu dobowego, przygotowując organizm do przewidywania i zwalczania infekcji o określonych porach dnia. Niedawno badania podkreśliły dodatkową rolę rytmów dobowych komórek odpornościowych w utrzymaniu integralności i funkcjonowania tkanek – szczególnie w jelitach, gdzie wyspecjalizowane komórki dostarczają sygnały metaboliczne optymalizujące wchłanianie składników odżywczych w okresach karmienia.
W niedawnym badaniu kierowanym przez profesor Lydię Lynch i opublikowanym w wiodącym międzynarodowym czasopiśmie Naturabadacze podają, że kluczowe komórki odpornościowe – komórki T γδ, które wytwarzają IL-17A – wykazują podwyższoną ekspresję genów „zegara molekularnego”. Geny te odgrywają kluczową rolę w regulacji efektywnego magazynowania tłuszczu, na proces, na który istotny wpływ ma stabilny i dobrze regulowany rytm dobowy.
Myszy, którym w tych komórkach brakowało genów zegara molekularnego, wykazywały upośledzone przetwarzanie i magazynowanie tłuszczu, podczas gdy analizy metaboliczne całego ciała dodatkowo ujawniły zaburzenia rytmów metabolicznych i nieregularną regulację temperatury ciała.
Zakłócenia w rytmach dobowych i konsekwencje zdrowotne
Prof. Lydia Lynch, badaczka wizytująca w Szkole Biochemii i Immunologii Trinity College w Dublinie oraz profesor biologii molekularnej w Ludwig Cancer Research Institute, Uniwersytet Princetonpodkreślił wagę tych badań. Powiedziała: „Współczesne życie często zakłóca naturalne wzorce snu, czy to z powodu pracy zmianowej, długotrwałego narażenia na niebieskie światło z ekranów, czy też ciągłej łączności z urządzeniami mobilnymi. Wielu z nas, pomimo uczucia zmęczenia, każdego wieczoru przegląda media społecznościowe znacznie dłużej, niż zamierzało.
„Nasze odkrycie, że cząsteczka immunologiczna w tkance tłuszczowej reguluje magazynowanie tłuszczu, jest szczególnie przekonujące, ponieważ oferuje potencjalne możliwości terapeutyczne w walce z otyłością i zapobieganiu chorobom metabolicznym – szczególnie w populacjach dotkniętych pracą zmianową.
„Otyłość jest coraz bardziej rozpowszechnioną chorobą o rozległych, szkodliwych skutkach dla zdrowia i dobrego samopoczucia oraz stanowi znaczne obciążenie dla systemów opieki zdrowotnej na całym świecie”.
Aaron Douglas, stażysta podoktorski w Szkole Biochemii i Immunologii Trinity w Instytucie Nauk Biomedycznych Trinity (TBSI), dodał: „To odkrycie otwiera wiele możliwości dalszych badań. Kluczowym pytaniem jest, czy limfocyty T pomagają regulować rytmy dobowe w innych tkankach, a jeśli tak, czy w podobny sposób wpływają na rytmy tych tkanek w istotny sposób.
„Szczególnie intrygujące są limfocyty T zlokalizowane w pobliżu mózgu, ponieważ ich aktywność może znacząco wpływać na funkcje wyższego rzędu, takie jak uczenie się i pamięć, a nawet wpływać na obszary mózgu zaangażowane w metabolizm całego ciała i regulację temperatury”.
Odniesienie: „Rytmiczna produkcja IL-17 przez komórki T γδ utrzymuje lipogenezę tkanki tłuszczowej de novo” autorstwa Aarona Douglasa, Brenneth Stevens, Miguel Rendas, Harry Kane, Evan Lynch, Britta Kunkemoeller, Karl Wessendorf-Rodriguez, Emily A. Day, Caroline Sutton, Martin Brennan, Katie O’Brien, Ayano C. Kohlgruber, Hannah Prendeville, Amanda E. Garza, Luke AJ O’Neill, Kingston HG Mills, Christian M. Metallo, Henrique Veiga-Fernandes i Lydia Lynch, 30 października 2024 r., Natura.
DOI: 10.1038/s41586-024-08131-3
Finansowanie: Europejska Rada ds. Badań Naukowych, Taighde Éireann – Research Ireland, NIH/Narodowe Instytuty ZdrowiaIrlandzka Rada ds. Badań Naukowych
