ברזל מזין תאי חיסון - והוא יכול להחמיר אסתמה

סביר להניח ששמעתם שאפשר לקבל ברזל מתרד וסטייק. ייתכן שאתם גם יודעים שזהו מיקרו-נוטריינט חיוני שהוא מרכיב עיקרי בהמוגלובין, החלבון בתאי דם אדומים הנושא חמצן מהריאות לכל חלקי הגוף.

תפקיד חשוב פחות ידוע של ברזל הוא מעורבותו בייצור אנרגיה עבור תאי חיסון מסוימים.

במחקר שפורסם לאחרונה במעבדה שלנו, מצאנו כי חסימה או הגבלה של זרימת הברזל לתאי מערכת החיסון עשויות להקל על תסמיני התקף אסתמה הנגרם על ידי אלרגנים.

תאי חיסון הזקוקים לברזל

במהלך התקף אסתמה, אלרגנים לא מזיקים מפעילים תאי חיסון בריאות הנקראים ILC2s (תאי לימפואיד פנימיים מסוג 2). זה גורם להם להתרבות ולשחרר כמויות גדולות של ציטוקינים, השליחים שבהם תאי החיסון משתמשים כדי לתקשר, מה שגורם לדלקת לא רצויה. התוצאה היא תסמינים כמו שיעול וצפצופים, מה שגורם לתחושה כאילו דרכי הנשימה מכווצות.

כדי להעריך את תפקיד הברזל בתפקוד ILC2 בריאה, ערכנו סדרה של ניסויים עם ILC2 במעבדה. לאחר מכן אימתנו את ממצאינו בעכברים עם אסתמה אלרגית ובחולים עם דרגות שונות של חומרת אסתמה.

תוצאות ניסוייות

ראשית, גילינו ש-ILC2s משתמשים בחלבון בשם קולטן טרנספרין 1 (TfR1) כדי לקלוט ברזל. כאשר חסמנו את החלבון הזה כאשר ILC2s הופעלו, התאים לא יכלו להשתמש בברזל ולא היו מסוגלים עוד להתרבות ולגרום לדלקת ביעילות כפי שהיו בעבר.

לאחר מכן השתמשנו בחומר כימי בשם כלאטור ברזל כדי למנוע מ-ILC2 להשתמש בברזל. כלאטורי ברזל הם כמו מגנטים-על לברזל ומשמשים רפואית לטיפול במצבים בהם יש יותר מדי ברזל בגוף.

כאשר מנענו ברזל מתאי ILC2 באמצעות חומר כלאטורי, התאים נאלצו לשנות את חילוף החומרים שלהם ולעבור לדרך אחרת של קבלת אנרגיה, כמו מעבר ממכונית ספורט לאופניים. התאים כבר לא היו יעילים באותה מידה בגרימת דלקת בריאות.

לאחר מכן, הגבלנו את רמות הברזל התאי בעכברים עם דרכי אוויר רגישות עקב פעילות ILC2. עשינו זאת בשלוש דרכים שונות: על ידי עיכוב TfR1, הוספת חומר כלאטור ברזל, או גרימת רמות ברזל נמוכות כוללות באמצעות חלבון סינתטי בשם מיני-הפצידין. כל אחת מהשיטות הללו סייעה להפחית את תגובתיות היתר של דרכי הנשימה בעכברים, מה שהפחית בפועל את חומרת תסמיני האסתמה שלהם.

לבסוף, בחנו תאים מחולי אסתמה. שמנו לב למשהו מעניין: ככל שהיה להם יותר חלבון TfR1 על תאי ה-ILC2 שלהם, כך תסמיני האסתמה שלהם היו גרועים יותר. במילים אחרות, ברזל מילא תפקיד גדול בחומרת האסתמה שלהם. חסימת TfR1 ושימוש בקלאטורים של ברזל הפחיתו את התפשטות ILC2 ואת ייצור הציטוקינים, דבר המצביע על כך שממצאי העכברים שלנו ישימים גם לתאים אנושיים. משמעות הדבר היא שנוכל להעביר את הממצאים הללו מהמעבדה לניסויים קליניים במהירות האפשרית.

טיפול בברזל לאסטמה

ברזל הוא כמו מנצח תזמורת, שאומר לתאי חיסון כמו ILC2 כיצד להתנהג במהלך התקף אסתמה. ללא מספיק ברזל, תאים אלה לא יכולים לגרום לצרות רבות, מה שעלול להוביל לפחות תסמיני אסתמה.

בשלב הבא, אנו עובדים על מיקוד בתאי החיסון של המטופל במהלך התקף אסתמה. אם נוכל להפחית את כמות הברזל הזמינה לתאי ILC2 מבלי לדלדל את רמות הברזל הכוללות בגוף, הדבר עשוי להוביל לטיפול חדש לאסתמה המטפל בגורם הבסיסי למחלה, ולא רק בתסמינים. טיפולים קיימים יכולים לשלוט בתסמינים כדי לשמור על חולים בחיים, אך הם אינם מרפאים את המחלה. טיפולים מבוססי ברזל עשויים להציע פתרון טוב יותר לחולי אסתמה.

התגלית שלנו אינה רלוונטית רק לאסתמה. היא עשויה לשנות את כללי המשחק עבור מחלות אחרות הכרוכות ב-ILC2s, כמו אקזמה וסוכרת מסוג 2. מי היה מאמין שברזל יכול להיות כל כך חשוב למערכת החיסון?

תוצאות העבודה מתוארות בפירוט במאמר שפורסם בכתב העת The Conversation.