Adenozin – známá molekula, na kterou se molekulární biologové z Jihočeské univerzity podívali jinou optikou. Výsledek jejich výzkumu zaujal prestižní časopis Science. Na první pohled složitý mechanismus, na druhý už nesmírně zajímavý a univerzální proces, který se děje v každém organismu – i v našem lidském těle, když třeba bojujeme s infekcí.
Když jsme nemocní a naše tělo bojuje třeba s nějakou infekcí, pracují imunitní buňky extra směnu. V tu chvíli mají přednost před ostatními, jsou privilegované. Potřebují přísun živin, aby mohly bojovat s nepřítelem.
„Ta privilegovanost spočívá v upřednostnění před ostatními, v tu chvíli méně důležitými buňkami. Ty imunitní říkají – když mě teď chvilku necháte pracovat, dáte mi tu přednostní energii, já vás ostatní zachráním,“ vysvětluje princip privilegovanosti některých buněk v organismu Tomáš Doležal z Katedry molekulární biologie a genetiky na Přírodovědecké fakultě Jihočeské univerzity. Jeho tým v čele s doktorandkou Pavlou Nedbalovou publikoval článek v časopise eLife, který nabízí nový pohled na to, jak pracují právě tyto privilegované buňky a jakým způsobem jsou schopné říkat si o větší přísun živin.
Chování buněk zkoumali na octomilkách a zaměřili se na známou molekulu adenozin – ten vzniká při všech aktivitách buňky a pokud je buňka v dobré kondici, vstřebává ho zpět a přetváří v energii. Pokud ale buňka volá o pomoc a chce dát ostatním signál, že potřebuje zvýšit přísun živin, vyplivne adenozin ven.
Popsaný mechanismus tak, jak na něj nahlížejí jihočeští vědci, zaujal i redakci prestižního časopisu Science – což je pro molekulární biology z Jihočeské univerzity obrovský úspěch.
„Proces, jak a proč buňka vyrábí adenozin, je známý, nikdo ale na něj nenahlížel jako Pavla Nedbalová – nikoho do té doby nezajímalo, jestli má ta jeho produkce nějaký význam. Nám došlo, že je to skvělé měřidlo – čím víc adenozinu, tím je buňka aktivnější. Adenozin se stává signálem, kdy buňka dává najevo, že nemá dost energie,“ vysvětluje Tomáš Doležal.
Adenozin je tedy podle vědců senzor, který signalizuje, jestli je v rovnováze aktivita buňky s přísunem živin. Tým Tomáše Doležala je po sedmi letech výzkumu těchto mechanismů na octomilkách přesvědčený, že tato hypotéza má obrovský význam a univerzální platnost pro všechny organismy.
„To, že by produkce a recyklace adenozinu mohla být spojená s tím, že některé buňky ho plivou ven a říkají si tak o energii – to je to nové, nikdo o tom dřív takto nikdy nepřemýšlel. My jsme našli tu souvislost. Ano, máme to zatím ukázané na octomilce, ale není důvod, proč by se imunita u člověka chovala jinak. Jsem si téměř jistý, že tento popsaný metabolismus je stejný u všech organismů,“ naznačuje Tomáš Doležal potenciál této hypotézy.
Pokud by se potvrdilo, že na adenozin mohou vědci nahlížet jako na měřidlo a zároveň signál projevující privilegovanost určitých buněk, mohou díky tomuto mechanismu pochopit, jakou má imunoregulační funkci.
„V této fázi jsou to opravdu spekulace, ale jsme přesvědčení, že to vše spolu souvisí. Adenozin je zároveň molekula, která nás uspává, takže to dává smysl – když jsme nemocní, jsme unavení. Nebudeme skákat, ale zalezeme do postele a přenecháme energii imunitě, aby bojovala s nemocí. Další, podle nás možná souvislost, je úloha adenozinu u nádorů – když nádor vzniká a roste, produkuje adenozin – co když si tím říká o víc energie a tlumí tím pádem imunitní buňky, které by proti němu měly naopak bojovat? To už jsou opravdu spekulace, ale dává to perfektní smysl. Nikdo to zatím nezkoumal s tím námi popsaným mechanismem, jak adenozin pracuje,“ vysvětluje Tomáš Doležal, kam až mohou procesy popsané jeho výzkumným týmem dosáhnout.
Klíčové teď podle něj bude vysvětlit přesah tohoto výzkumu ve vědeckém světě. V článcích a na vědeckých konferencích by chtěl ukázat kolegům tuto novou optiku a souvislosti, které jsou u molekuly adenozinu univerzálně platné.
„Že to může fungovat v rakovině, imunoterapii nádorů, stárnutí, aktivaci imunity – tak aby ty lidi, kteří se tím zabývají, si řekli – my tu molekulu vidíme, ale pojďme se podívat na ty dráhy, jestli to nehraje nějakou roli. To vidím jako svůj hlavní úkol – aby lidi, kteří se zabývají rakovinou, stárnutím, pracují na myších, na lidských buňkách, tuhle naši hypotézu přijali do systému,“ zamýšlí se Tomáš Doležal nad budoucností výzkumu.
S adenozinem už se chtěl podle svých slov několikrát „rozloučit“, nikdy to zatím nevyšlo. Komplexnost výzkumu ho vždy zavedla k dalším výzvám. Teď cítí, že došli s týmem do zásadního bodu.
„Došli jsme do fáze, kdy by si to měli převzít lidé, kteří ten systém mají možnost zkoumat na dalších modelech, my už jsme s octomilkou dosáhli pravděpodobně na takový pomyslný vrchol,“ dodává vědec, podle kterého byl adenozin vždy v centru dění jako obraz energetického stavu buňky. Byl při vzniku života a to, jak se chová, je podle Tomáše Doležala unikátní. Proto je důležité, aby se na něj začalo pohlížet jako na specifický ukazatel obrovského významu.
Zdroj: Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích | Text: Edita Kadlecová | Foto: archiv PřF JU