กลิ่นของวาฟเฟิลจากถนนที่พลุกพล่านตู้เก็บของเนื้อแตกและฉากอาชญากรรมที่น่าสยดสยอง มันเป็นกลิ่นเหม็นเน่าของเนื้อเน่า แม้จะมีกลิ่นที่เน่าเหม็น แต่สารเคมีอาจตอบสนองวัตถุประสงค์ที่สำคัญในร่างกายมนุษย์ที่ยังมีชีวิต
สารประกอบที่เรียกว่า putrescine พลิกสวิตช์ในเซลล์ภูมิคุ้มกันบางอย่างที่ช่วยให้พวกเขาฮุบเนื้อเยื่อที่ตายแล้วในร่างกายตามการศึกษาใหม่ตีพิมพ์ออนไลน์ 30 มกราคมในการเผาผลาญเซลล์วารสาร ในที่สุดก็สามารถช่วยให้ร่างกายป้องกันโรคหัวใจได้
ผู้เขียนศึกษาทั้งเซลล์มนุษย์และเซลล์หนูตลอดจนหนูมีชีวิตเพื่อแสดงให้เห็นว่าเซลล์ภูมิคุ้มกันในร่างกายที่เรียกว่าแมคโครฟาจ (crucing putrescine) จากการย่อยยังคงหมุนวนอยู่ในท้องของพวกมัน
หากปริมาณพรีซีนของพวกมันสั้นลงแมคโครฟาจจะพยายามกินเซลล์เพิ่มเติมโดยทิ้งศพให้พะเนินเทินทึกทำลายและไหลซึ่มสารที่เป็นอันตรายเข้าสู่ร่างกาย เนื้อเยื่อที่ตายแล้วซึ่งสารพิษที่รั่วไหลสามารถกระตุ้นให้เกิดการอักเสบและก่อให้เกิดโรครวมถึงหลอดเลือดที่มีไขมันสะสมอยู่ในหลอดเลือดแดงและอาจระเบิดทำให้หัวใจวายหรือเส้นเลือดอุดตัน
นักวิจัยอาวุโสดร. ไอราทาบาสศาสตราจารย์ด้านพยาธิวิทยาและชีววิทยาเซลล์ของมหาวิทยาลัยโคลัมเบียวิทยาลัยแพทย์และศัลยแพทย์ของเวลลอส บอกวิทยาศาสตร์สด Putrescine เป็นเพียงสมาชิกคนหนึ่งของทีมงานทำความสะอาดของร่างกาย แต่การเข้าใจบทบาทของมันในการทำความสะอาดมือถืออาจช่วยให้แพทย์รักษาหลอดเลือดและโรคอื่น ๆ เช่นโรคแพ้ภูมิตัวเองและมะเร็ง Tabas เสริม
“ ความสามารถของแมคโครฟาจในการกินเซลล์ที่ตายแล้วหลายเซลล์แต่ละเซลล์นั้นสำคัญมากที่จะต้องหลีกเลี่ยงปัญหาเหล่านี้” เขากล่าว ประมาณพันล้าน "ถ้าไม่ใช่ล้านล้าน" ของเซลล์ที่ตายในร่างกายของเราทุกวันทำให้การล้างศพเป็นองค์ประกอบที่สำคัญอย่างยิ่งต่อสุขภาพประจำวันของเรา “ พื้นฐานของการศึกษาครั้งนี้คือการค้นหาว่าเกิดอะไรขึ้นหลังจากกินเซลล์ที่ตายแล้วเป็นครั้งแรก” Tabas กล่าว
บุฟเฟ่ต์ศพ
กระบวนการล้างเซลล์ที่ตายแล้วออกจากร่างกายเรียกว่า efferocytosis ซึ่งเป็นคำที่มาจากวลีภาษาละตินว่า "ส่งไปยังหลุมศพ" ตามคำแถลงที่อธิบายการศึกษาใหม่ แมคโครฟาจเก่งในการกลืนและย่อยสลายเซลลูล่าร์ เซลล์อื่น ๆ จะช่วยกำจัดเนื้อเยื่อที่ตายและเป็นโรคเมื่อจำเป็น แต่แมคโครฟาจจะทำให้สิ่งมีชีวิตกลืนไปกับเศษเซลล์
ดร. นิโคลัสลีเปอร์ศาสตราจารย์ด้านการผ่าตัดหลอดเลือดที่โรงเรียนแพทย์มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดซึ่งไม่ได้มีส่วนเกี่ยวข้องในการศึกษาครั้งนี้มักจะต้องล้างเซลล์หลายสิบเซลล์ถ้าไม่มากไปกว่านี้ แต่ไม่มีใครรู้ว่าแมโครฟาจเดียวสามารถใช้กับภาระงานดังกล่าวได้อย่างไร “ มันเป็นเรื่องลึกลับเสมอ” เขากล่าว
การคลี่คลายความลึกลับนี้อาจมีความสำคัญต่อการรักษาคนที่มีหลอดเลือด, Leeper บอกวิทยาศาสตร์สด หลักฐานแสดงให้เห็นว่าการเสื่อมสภาพกลายเป็นข้อบกพร่องในหลอดเลือดแดงที่เป็นโรคออกจากแผ่นยึดที่จะกลายเป็นไม่มั่นคงและรั่วไหลตาม 2017 รีวิวในวารสารไหลเวียน เมื่อคราบหินปูนแตกออกโปรตีนก็แยกตัวออกภายในโครงสร้างระเบิดออกมาและส่งสัญญาณให้กองทัพของเกล็ดเลือดมารวมตัวกันที่ไซต์ เกล็ดเลือดรับรู้ถึงความร้าวฉานว่าเป็นแผลที่จำเป็นต้องจับตัวเป็นก้อน แต่ด้วยเหตุนี้เกล็ดเลือดเองก็อุดตันหลอดเลือดแดงซึ่งนำไปสู่โรคหลอดเลือดสมองหัวใจวายหรือหัวใจหยุดเต้นกะทันหัน Tabas กล่าว
“ มันเป็นปลั๊กเกล็ดเลือดที่ทำให้เราอยู่ใน” Tabas ตั้งข้อสังเกต การฟื้นฟูภาวะมีเลือดออกสู่ระดับปกติในทางทฤษฎีสามารถป้องกันการเสียชีวิตของเนื้อเยื่อและการแตกของคราบหินปูน แต่นักวิทยาศาสตร์ต้องเข้าใจก่อนว่าการทำงานของแมคโครฟาจที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์กินเซลล์จำนวนมากได้อย่างไร
ดังนั้น Tabas และเพื่อนร่วมงานของเขาจึงจัดงานเลี้ยงอาหารค่ำให้กับมนุษย์ขนาดมหึมาพร้อมบุฟเฟ่ต์เซลล์ที่ตายแล้ว
เพื่อจับอาหารมื้อใหญ่ macrophages ใช้โปรตีนที่เรียกว่า Rac1 เพื่อสร้างเส้นใยที่แข็งแรงที่ขยายออกจากร่างกายเซลล์ของพวกเขา ไส้เดือนจะยึดติดกับซากศพของเซลล์และหมุนเข้าไปในแมคโครฟาจซึ่งเซลล์ที่เสียชีวิตนั้นจะถูกแยกออกเป็นส่วนต่างๆ ในขณะที่กินขนมนี้แมคโครฟาจยังย่อยโปรตีน Rac1 ของตัวเอง Rac1 ที่เหลืออยู่จะต้องได้รับการฟื้นฟูก่อนที่ macrophage จะสามารถทานอาหารมื้ออื่นได้ทีมพบ - แต่ก่อนอื่นเซลล์ต้องมีบางสิ่งเพื่อกระตุ้นความอยากอาหาร
กลับกลายเป็นว่ามื้อแรกที่กินด้วยแมคโครฟาจจะช่วยกระตุ้นเซลล์ให้กินมากขึ้นเรื่อย ๆ โปรตีนในเซลล์ที่ตายแล้วจะถูกย่อยสลายเป็นกรดอะมิโนแต่ละตัวรวมถึงอาร์จินีนหนึ่งตัว เอนไซม์นำอาร์จินีนขึ้นมาเปลี่ยนเป็นโมเลกุลที่เรียกว่า ornithine แล้วส่งผ่านผลิตภัณฑ์นั้นไปยังเอนไซม์ตัวที่สอง Ornithine กลายเป็น putrescine ซึ่งในทางกลับกันก็เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ทำให้ Rac1 ที่เหลืออยู่สามารถพลิกเป็นพิกัดและสร้างเส้นใยได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าเดิม Raced-up Rac1 ช่วยให้ macrophage สามารถกินอาหารได้มากขึ้น
การควบคุมขนาดมหึมาที่หิวโหย
ทีมพยายามปิดกั้นการผลิต putrescine ทั้งในมนุษย์และหนูและพบว่าเซลล์ไม่สามารถกินอาหารหลายมื้อได้ในที่เดียว นักวิจัยสงสัยว่าระดับของ putrescine ในระดับต่ำอาจส่งผลต่อหลอดเลือดได้อย่างไร ในแบบจำลองเมาส์ของโรคทีมพบว่าสัตว์ที่มีอาการขั้นสูงขาดองค์ประกอบที่สำคัญในสายการผลิตของ putrescine: เอนไซม์ที่เปลี่ยนอาร์จินีนให้เป็น ornithine หรือที่รู้จักกันในชื่อ arginase-1
ในความพยายามที่จะรักษาสัตว์ทีมได้เพิ่ม putrescine ในปริมาณต่ำลงในน้ำดื่มของสัตว์โดยตรง (เมื่อละลายและส่งในปริมาณต่ำสารประกอบพิเศษที่มีกลิ่นเหม็นจะไม่ส่งกลิ่นเหม็นอีกต่อไป) หลังการรักษาหนูตัวมหึมาปรากฏว่ากินเซลล์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นและเนื้อเยื่อของสัตว์เริ่มหดตัว
ในการเชื่อมต่อจุดจากหนูสู่มนุษย์ทีมยังได้เก็บตัวอย่างแมคโครฟาจจากคนที่มีภาวะหลอดเลือดตีบตันและขั้นสูงและสังเกตเห็นรูปแบบที่คล้ายกัน: ขนาดมหึมาจากผู้ที่เป็นโรคที่มีความก้าวหน้าสูง เนื่องจากการก่อตัวของ putrescine ทำงานคล้ายกันมากในหนูและมนุษย์ในทางทฤษฎีการรักษาที่จัดการกับการก่อตัวนั้นสามารถรักษาหลอดเลือดได้
“ ฉันจะไม่ผลักดันพัตเรซีนในการรักษา” โดยเฉพาะ แต่การรักษาอื่น ๆ สามารถพัฒนาขึ้นเพื่อกระตุ้นภาวะโลหิตจางในทางอื่น Tabas กล่าว ในขนาดที่สูงพัตเตอร์ซีนอาจเป็นพิษต่อคนและสัตว์และทำให้เกิดความทุกข์ในทางเดินอาหาร ประเด็นหลักคือ efferocytosis เมื่อแฉอย่างถูกต้องจะช่วยรักษาสุขภาพของมนุษย์และป้องกันโรค Tabas กล่าว
อาจเป็นไปได้ว่า "เราสามารถเปลี่ยนเซลล์ให้กลายเป็นสถานการณ์ที่ทำให้เกิดภาวะระบบไหลเวียนโลหิตและการซ่อมแซมหลอดเลือดแดงที่เสียหาย" ดร. ไอราโกลด์เบิร์กผู้อำนวยการกองต่อมไร้ท่อเบาหวานและเมตาบอลิซึมของ NYU Langone Health กล่าว วิทยาศาสตร์ในอีเมล “ สำคัญกว่ากระบวนการนี้น่าจะคล้ายกับสิ่งที่เกิดขึ้นในสถานการณ์อื่น ๆ ที่เซลล์ตาย” โกลด์เบิร์กกล่าวผู้ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษาใหม่กล่าว
ยกตัวอย่างเช่นการวิจัยแสดงให้เห็นว่าการไหลของเซลล์ผิดปกติในโรคภูมิต้านทานตนเองเช่นโรคลูปัสซึ่งเซลล์ที่ตายแล้วสะสมในต่อมน้ำเหลืองและขัดขวางการทำงานของเซลล์ภูมิคุ้มกัน เซลล์มะเร็งหลีกเลี่ยงการถูกกินโดยแมคโครฟาจโดยการส่งสัญญาณที่เรียกว่า "อย่ากินฉัน" ดังนั้นการเพิ่มประสิทธิภาพของเซลล์มะเร็งในเซลล์มะเร็งอาจเป็นรูปแบบเป้าหมายของการรักษาโรคมะเร็ง แต่สำหรับตอนนี้การเข้าใจถึงภาวะมีเลือดออกอาจทำให้เกิด "ความก้าวหน้าครั้งสำคัญ" ในการรักษาโรคหัวใจ Leeper กล่าว
“ ความสำคัญของเส้นทางที่เชื่อมโยงกับโรคหัวใจและหลอดเลือดไม่สามารถพูดเกินจริงได้…โดยทั่วไปผู้ใหญ่ในโลกตะวันตกจะมีภาวะหลอดเลือดบางประเภท” Leeper กล่าว ภัยพิบัติสามารถเริ่มพัฒนาได้เร็วเท่าวัยรุ่นเขากล่าว เมื่อเร็ว ๆ นี้ Leeper ได้พัฒนายาที่ช่วยให้แมคโครฟาจรับรู้และกินเซลล์ที่กำลังจะตายในหนูที่เป็น atherosclerosis ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ยังคงค้นพบปฏิกิริยาทางเคมีต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องในภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องผู้พัฒนายาสามารถเรียนรู้เพื่อส่งเสริมกระบวนการผ่านการบำบัดที่หลากหลาย
Leeper กล่าวว่างานวิจัยอาจส่งผลให้การรักษาสามารถจัดการกับ "นักฆ่าชั้นนำของโลก"
