Descoperire despre eliminarea celulelor moarte în condiții de stres: Implicații pentru sistemul imunitar, creier și metabolism

În iunie 2025, cercetători de la University of Texas at Arlington au publicat în revista PLoS Genetics un studiu care detaliază o cale moleculară neașteptată implicată în eliminarea celulelor moarte în timpul stresului. Studiul, realizat pe modelul animal Caenorhabditis elegans, a evidențiat roluri noi pentru genele de răspuns la stres și a identificat un mecanism conservat care ar putea avea relevanță majoră în afecțiuni ce implică sistemul imunitar, funcția cerebrală și metabolismul.

Context

Organismul uman creează și elimină continuu celule. Fagocitoza celulelor moarte este esențială pentru menținerea homeostaziei tisulare, iar disfuncția acestui proces poate contribui la boli autoimune, neurodegenerative sau metabolice. În timp ce procesul de generare a celulelor noi este intens studiat, mecanismele de clearance celular în condiții de stres sunt mai puțin înțelese, mai ales în contextul modulator al genelor de răspuns la stres.

Modelul folosit, C. elegans, este ideal pentru acest tip de cercetare deoarece este transparent, ceea ce permite observarea în timp real a proceselor celulare.

Despre studiul actual

Echipa de cercetare a fost condusă de dr. Piya Ghose, profesor asistent de biologie la UT Arlington, și a inclus pe Aladin Elkhalil și Alec Whited, studenți doctoranzi în laboratorul său. Studiul a fost finanțat de Cancer Prevention Research Institute of Texas (CPRIT) și NIH–National Institute of General Medical Sciences.

Obiectiv: Investigarea modului în care genele de răspuns la stres reglează eliminarea celulelor moarte și identificarea căilor moleculare implicate.

Metodologie:

• Model experimental: viermele C. elegans

• Tehnici utilizate: editare genetică prin CRISPR/Cas9, imagistică celulară avansată (live imaging), analiză transcripțională

• Gene analizate: gene de răspuns la stres conservate evolutiv (cu omologi umani), inclusiv gena lyst (în vierme: lyst-1)

Rezultate

Rolul genelor de stres în eliminarea celulelor moarte

• Studiul a arătat că unele gene clasice de răspuns la stres (precum SKN-1/Nrf) controlează direct genele implicate în eliminarea celulelor moarte.

• Gena SQST-1/p62, un adaptor recunoscut pentru funcția sa în autofagie, reglează activarea transcripțională a lyst-1, care este implicată în capacitatea celulelor de a elimina resturile celulare.

• Această reglare are loc în timpul stresului fiziologic, sugerând că organismul activează un răspuns fagocitic adaptativ la condiții de mediu nefavorabile.

Gena lyst și implicațiile umane

• Omologul uman al genei lyst-1 este LYST, ale cărei mutații sunt asociate cu sindromul Chediak-Higashi, o boală rară caracterizată prin deficiențe imunitare și deficite în eliminarea deșeurilor celulare.

• Noua descoperire indică faptul că lyst-1 este reglat de o cale transcripțională activată în condiții de stres, fapt necunoscut anterior.

Observații in vivo

• Cu ajutorul tehnologiei de imagistică live, echipa a urmărit în timp real comportamentul celulelor fagocitare în C. elegans, documentând cum și când sunt activate genele implicate în eliminarea celulelor moarte.

• Intervențiile genetice au arătat că în lipsa activării corespunzătoare a acestei căi, resturile celulare se acumulează, mimând fenotipuri asociate bolilor umane.

„Este fascinant cum celulele se adaptează la stres și totuși reușesc să-și îndeplinească funcțiile normale. Înțelegerea acestui proces este esențială pentru fiziologia și dezvoltarea noastră”, a declarat dr. Piya Ghose.

Concluzii și implicații

Acest studiu demonstrează că mecanismele de eliminare a celulelor moarte sunt direct influențate de răspunsul la stres și că gene cunoscute pentru alte funcții pot juca roluri cheie în fagocitoză. Implicațiile sunt vaste:

• Înțelegerea mai bună a sindromului Chediak-Higashi și a altor boli imunologice sau neurodegenerative.

• Posibilitatea de a modula aceste căi prin terapii țintite în bolile asociate cu clearance deficitar al celulelor moarte.

• Explorarea funcției factorului de transcripție SKN-1/Nrf și a adaptorului SQST-1/p62 în boli umane, inclusiv în cancer și boli inflamatorii cronice.

Autorii consideră că viitoare cercetări ar putea evalua rolul similar al acestor căi în celulele umane și posibilitatea ca stresul fiziologic să influențeze în mod sistematic procesele de eliminare celulară în diferite țesuturi.