Прекомерната консумация на захар кара имунната система да атакува собствения си организъм

Молекулните механизми, лежащи в основата на автоимунните заболявания, са многопластови и сложни. В своето изследване учени от университета "Юлий-Максимилиан" във Вюрцбург (Германия) разкриват нови подробности за тези процеси. Тяхната работа, публикувана в списание Cell Metabolism, подкрепя общоприетото схващане, че прекомерната консумация на глюкоза и други въглехидрати пряко допринася за развитието на патогенни функции в клетките на имунната система. И обратно - че нискокалоричната диета може да помогне в лечението на имунни заболявания.

Заедно с екипа си д-р Мартин Вет от Института по системна имунология към Университета на Вюрцбург показва специалната роля на специфичен протеин за транспортиране на глюкоза, GLUT3, разположен в мембраната на много клетки, по-конкретно имунни. Учените са установили, че в имунните Т-клетки този протеин изпълнява, освен основната функция - пренос на глюкоза в клетката за производство на енергия – и допълнителни регулаторни.

Визуализация на високо ниво на експресия на трансмембранния протеин GLUT3 в Т клетки. GLUT3 е оцветен в зелено, митохондриите са лилави, а ядрото е синьо. / ©Team Väth

Т-клетките, или Т-лимфоцитите, играят важна роля в придобития имунен отговор, разпознавайки и унищожавайки клетки, които носят чужди антигени. Учените се фокусирали върху специфична група Т-клетки, наскоро откритите Т-хелперни клетки тип 17, наричани още Th17-лимфоцити, които играят важна роля в регулирането на възпалителните и автовъзпалителните процеси. Основната задача на Т-хелперите е да разпознават заплахите и да засилят имунния отговор чрез активиране на другите имунни клетки на организма.

„Th17-клетките обикновено експресират голямо количество от GLUT3 протеина, като го включват в своята мембрана“, обяснява д-р Ват. След усвояване от протеина GLUT3, глюкозата, претърпяла серия от реакции в митохондриите и цитоплазмата на клетките, накрая се превръща във важно съединение за всяка клетка - ацетил-коензим А (ацетил-КоА). Ацетил-КоА от своя страна участва в много метаболитни процеси (включително произвеждащи енергия), а в имунните възпалителни клетки Th17 изпълнява и допълнителни регулаторни функции.

Доктор Вет и екипът му са установили, че този метаболитен междинен продукт може също да регулира експресионната активност на различни участъци от ДНК. По-специално, ацетил-КоА кара Th17-лимфоцитите да произвеждат повече провъзпалителни цитокини. Това са сигнални молекули, които съобщаават на другите имунни клетки да започнат или да усилят възпалителния процес.

По такъв начин прекомерната консумация на глюкоза води до повишено натрупване на ацетил-КоА в Th17-лимфоцитите, което пряко влияе върху активността на провъзпалителните гени.

Кратко описание на механизма, чрез който повишеният прием на глюкоза може да доведе до развитие на автоимунни възпалителни процеси поради активирането на специализирани гени в имунните Т-клетки. / © Hochrein S. M., et al, Клетъчен метаболизъм, 2022

Според изследователите получените данни отварят пътя към разработване на нови подходи към таргетната (целева) терапия на автоимунните заболявания. Например блокирането на GLUT3-зависимия синтез на ацетил-КоА с хранителната биологично активна добавка хидроксицитрат, използвана за лечение на затлъстяване. Това може да смекчи патогенните функции на Th17-клетките и да отслаби възпалително-патологичните процеси, потискайки прекомерните имунни и автоимунни реакции.

Така нареченото метаболитно препрограмиране на Т клетките отваря нови възможности за лечение на различни автоимунни заболявания, като хронични възпалителни заболявания на червата (болест на Крон и улцерозен колит) и щитовидната жлеза, както и захарен диабет тип 1 (при който се разрушават клетките, произвеждащи инсулин), без да се намаляват защитните функции на имунните клетки.