NYHET De vanligaste vita blodkropparna, neutrofiler, kan inte bara snabbt och effektiv döda inkräktande mikroorganismer utan även långsamt svälta dem till döds genom att ta bort livsnödvändiga kemiska ämnen. Det visar forskare vid Umeå universitet i en studie som publiceras i en specialutgåva av Metallomics.
– Varje infektion är en kamp om resurser, framför allt om livsnödvändiga spårämnen, som det är ont av i den miljö där de olika cellerna befinner sig. Det vi gör är att utveckla metoder som gör det möjligt för oss att kartlägga hur dessa slagsmål utkämpas på en molekylär nivå, säger Maria Joanna Niemiec, som är en av de forskare som står bakom de nya forskningsresultaten.
Antalet livshotande infektioner orsakade av svampar ökar, men samtidigt finns det bara ett begränsat antal behandlingsmöjligheter. Forskargruppen vid Umeå universitet undersöker samspelet mellan sjukdomsframkallande svampceller och människans immunsystem.
För att belysa hur neutrofiler håller i olika spårämnen vid svampangrepp samarbetade forskare från Institutionen för klinisk mikrobiologi och Laboratoriet för molekylär infektionsmedicin Sverige, MIMS, vid Umeå universitet med en grupp från Universitetet i Gent i Belgien, som är en av de få grupper som har expertis att mäta spårämnen med en upplösning som är mindre än en mikrometer. Metoden kallas för ”Synchrotron Radiation X- Ray Fluorescence” (SR-XRF) och genomfördes vid anläggningar i Grenoble, Schweiz och Hamburg, Tyskland. Liknande studier är snart möjliga att genomföra i Sverige tack vare den nybyggda synkrotronanläggningen MAX IV i närheten av Lund.
Neutrofilernas uppgift är bland annat att försvara kroppen mot svampangrepp. Cellerna är mest kända för sin förmåga att spåra upp mikrober i blod och vävnad och att "svälja" och avdöda dem. Dessutom kan neutrofiler släppa ut nätliknande strukturer som fångar och avdöda mikrober som är för stora att svälja. Nätfällorna är uppbyggda av neutrofilernas arvsmassa och giftiga proteiner.
I sin senaste publikation visar forskarna att frisättningen av nätfällor minskar tillgängligheten av spårämnet zink dramatiskt. En kombination av XRF metoden och mikroskopi på levande celler avslöjade att zink finns lagrat hos neutrofiler redan långt innan nätfällor släpps ut. Denna strategi visar neutrofilernas stora betydelse i immunförsvar mot svampangrepp. Mekanismen att lagra spårämnen, som exempelvis zink eller järn, så kallad nutritional immunity – näringsberoende immunförsvar – utgör grunden för ett framväxande, spännande forskningsfält.
– Vi jobbar nu hårt för att översätta dessa och andra grundforskningsresultat så att de kan användas vid utveckling av läkemedel som hjälper till att bota svampinfektioner, vilka är svåra att behandla med de läkemedel som finns på marknaden i dag, säger Constantin Urban, docent och forskningsledare vid institutionen, som även är ansvarig för studien.
Trace element landscape of resting and activated human neutrophils on the sub-micrometer level. Metallomics, 2015,7, 996-1010.
DOI: 10.1039/C4MT00346B
Läs hela artikeln i Metallomics
Artikeln är en del av Maria Joanna Niemiecs avhandling
“Neutrophils versus Pathogenic Fungi – through the magnifying glass of nutritional immunity”
Avhandlingen är publicerad digitalt
Constantin Urban, docent vid Institutionen för klinisk mikrobiologi, UCMR och MIMS, Umeå universitetTelefon: 090-785 11 43
E-post: constantin.urban@umu.se
Laszlo Vincze, professor, Universitetet i Gent, Belgien.
E-post: laszlo.vincze@ugent.be
Constantin Urban, Umeå universitet. Foto: Mattias PetterssonMaria Joanna Niemiec, Umeå universitet. Foto: Marie AnderssonBjörn De Samber från Ghent University placerar prov i verktyget ID22NI beamline, ESRF, Frankrike. Foto: Jan Garrevoet
Bildtext: Björn De Samber från Ghent University placerar prov i verktyget ID22NI beamline, ESRF, Frankrike. Foto: Jan Garrevoet
Redaktör: Mattias Grundström Mitz