To odkrycie może uratować tysiące ludzi. Badacze natrafili na kluczowy element w procesie krzepnięcia krwi!
Zespół naukowców z Uniwersytetu McMaster w Kanadzie ustalił, dlaczego u niektórych pacjentów po kontakcie z popularnym lekiem przeciwzakrzepowym dochodzi do niebezpiecznych zakrzepów krwi i wskazał potencjalny sposób, aby temu zapobiec.
Praca łączy wiedzę specjalistów z chemii, biologii strukturalnej i medycyny transfuzjologicznej, ujawniając, w jaki sposób normalnie nieszkodliwe białko obecne we krwi może stać się celem szkodliwych przeciwciał. Odkrycie to może otworzyć drogę do lepszych testów diagnostycznych i przyszłych terapii.
Badania skupiły się na czynniku płytkowym 4 (PF4) – białku naturalnie wytwarzanym przez organizm, które odgrywa rolę w krzepnięciu krwi. U niektórych pacjentów otrzymujących powszechnie stosowany lek przeciwzakrzepowy, heparynę, PF4 może zmienić swój kształt i stać się celem przeciwciał wywołujących rzadką, ale potencjalnie zagrażającą życiu reakcję immunologiczną zwaną małopłytkowością indukowaną heparyną (HIT). Choć zdarza się rzadko, HIT może powodować groźne zakrzepy krwi prowadzące do udaru, zawału serca, utraty kończyny, a nawet śmierci, jeśli nie zostanie szybko rozpoznana i leczona.
Praca jest wynikiem interdyscyplinarnej współpracy badaczy z wielu wydziałów i departamentów uczelni. Zespołem kierowali Giuseppe Melacini z wydziałów Chemii i Biologii Chemicznej oraz Biochemii i Nauk Biomedycznych, Ishac Nazy z Centrum Badań nad Transfuzją im. Michaela G. DeGroote’a oraz wydziałów Medycyny i Biochemii, a także Qiulin Ma, doktorant w laboratorium Melaciniego. Jak wyjaśnił Melacini, badanie dostarcza molekularnego wyjaśnienia tego, w jaki sposób PF4 staje się antygenem chorobotwórczym – zidentyfikowanie strukturalnego przełącznika kontrolującego ten proces otwiera nowy sposób myślenia o wykrywaniu lub zapobieganiu tym niebezpiecznym reakcjom immunologicznym.
Odkrycie molekularnego przełącznika dzięki spektroskopii NMR
Wykorzystując zaawansowaną spektroskopię magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR), badacze zidentyfikowali dotąd nieznany „molekularny przełącznik” wewnątrz PF4, który kontroluje, czy białko pozostaje w zamkniętej, nieszkodliwej formie, czy też otwiera się w kształt rozpoznawany przez szkodliwe przeciwciała. Gdy PF4 się otwiera – zwłaszcza w połączeniu z heparyną – może stać się celem układu odpornościowego i wywołać HIT, co prowadzi do groźnych dla życia zakrzepów. Zespół wykazał, że zmiana tego przełącznika pozwala utrzymać PF4 w formie zamkniętej, drastycznie zmniejszając jego zdolność do wywoływania odpowiedzi immunologicznej.
Zespół Melaciniego dostarczył niezbędnej wiedzy z zakresu biofizyki i spektroskopii NMR oraz opracował metody identyfikacji przełącznika kontrolującego antygenowość PF4, podczas gdy Nazy i współpracownicy wnieśli głęboką wiedzę kliniczną i translacyjną dotyczącą zaburzeń krwi, biologii płytek krwi i chorób zakrzepowych o podłożu immunologicznym. Jak podkreślił Nazy, praca ta pokazuje siłę współpracy między dyscyplinami – łącząc zaawansowane metody obrazowania molekularnego z wiedzą kliniczną, udało się odpowiedzieć na długo nierozwiązane pytanie o to, co sprawia, że PF4 staje się celem szkodliwych przeciwciał.
Poza pogłębieniem wiedzy o HIT, odkrycie może mieć istotne znaczenie praktyczne. Nowo zidentyfikowany przełącznik, w połączeniu z dostępem do nowoczesnych urządzeń NMR, może stanowić podstawę do opracowania precyzyjniejszych testów diagnostycznych, wykrywających chorobotwórcze przeciwciała wcześniej i dokładniej. Wcześniejsze wykrycie mogłoby pomóc lekarzom szybciej interweniować, poprawiając wyniki leczenia pacjentów i zmniejszając powikłania oraz koszty opieki zdrowotnej. Badacze podkreślają, że praca stanowi także dowód koncepcji dla badania złożonej dynamiki białek za pomocą spektroskopii NMR, wyznaczając drogę do badania innych chorób napędzanych subtelnymi, lecz funkcjonalnie kluczowymi zmianami strukturalnymi w białkach.
Badanie opublikowano w czasopiśmie „Nature Communications”.
Źródło: Uniwersytet McMaster
Czytaj też: Niedźwiedzie, psy i krwawe widowiska. Jak Wilhelm Zdobywca przyniósł nową „rozrywkę”?
Grafika tytułowa: Indra Projects / Unsplash
