Polscy naukowcy na tropie kluczowego mechanizmu RZS
Reumatoidalne zapalenie stawów (RZS) to przewlekła choroba autoimmunologiczna, w której układ odpornościowy zaczyna atakować własne tkanki stawowe. Skutkiem są ból, sztywność, obrzęk i postępujące uszkodzenie stawów. Charakterystyczną cechą RZS jest obecność przeciwciał skierowanych przeciwko białkom poddanym tzw. cytrulinacji – procesowi chemicznej modyfikacji, który do tej pory był słabo poznany.
Dotąd naukowcy nie potrafili w pełni wyjaśnić, co uruchamia ten proces i dlaczego dochodzi do powstawania tych zmienionych białek. Teraz badacze z Małopolskiego Centrum Biotechnologii UJ, pod kierownictwem dr. Tomasza Kantyki, dokonali odkrycia, które rzuca nowe światło na przyczyny choroby.
Glikozaminoglikany – naturalne substancje z nieoczekiwaną rolą
Jak wynika z badań zrealizowanych w ramach grantu GRIEG, finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki, kluczową rolę w aktywacji procesu cytrulinacji mogą odgrywać glikozaminoglikany – naturalne cząsteczki występujące w tkankach stawów oraz na powierzchni komórek.
Zespół dr. Kantyki odkrył, że związki takie jak heparyna czy siarczan chondroityny zwiększają aktywność enzymu PAD4 (deiminazy peptydyloargininowej 4). To właśnie ten enzym odpowiada za przekształcanie białek w ich cytrulinowane formy, które następnie stają się celem ataku układu odpornościowego.
Polecany artykuł:
Odkrycie, które zmienia zrozumienie choroby
W typowych warunkach PAD4 wymaga wysokiego stężenia wapnia, aby działać skutecznie. Tymczasem w ludzkim organizmie ilość jonów wapnia jest zbyt niska, by w pełni aktywować enzym. Badacze z Krakowa zauważyli jednak, że glikozaminoglikany pełnią rolę kofaktorów, które umożliwiają PAD4 działanie nawet przy niskim, fizjologicznym poziomie wapnia.
To przełomowe odkrycie wyjaśnia, w jaki sposób może dochodzić do patologicznej aktywacji enzymu w obrębie stawów. W środowisku bogatym w glikozaminoglikany PAD4 zaczyna działać nadmiernie, prowadząc do niekontrolowanej produkcji cytrulinowanych białek – a to może zapoczątkować lub nasilić proces chorobowy RZS.
Wyniki badań zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie „Proceedings of the National Academy of Sciences” (PNAS).
Szansa na nową generację terapii
– Nasza praca odsłania nieznane dotąd aspekty biologii PAD4, które mają potencjał, by wpłynąć na terapię i poprawę jakości życia pacjentów cierpiących na RZS. Obecnie opracowanie inhibitorów allosterycznych, które celowałyby bezpośrednio w nieprawidłową aktywację PAD4, staje się realne. Planujemy kontynuować badania, koncentrując się na uszkodzeniach chrząstki związanych ze stanem zapalnym – mówi dr Tomasz Kantyka.
Zdaniem naukowców, zrozumienie nowego mechanizmu daje nadzieję na opracowanie terapii, które będą działały bardziej precyzyjnie i indywidualnie dopasowane do pacjenta. Zamiast łagodzić objawy, przyszłe leki mogłyby hamować sam początek choroby, zanim dojdzie do zniszczenia stawów.
Międzynarodowa współpraca i wsparcie technologiczne
Badania prowadzone przez zespół dr. Kantyki to efekt międzynarodowej współpracy naukowej w ramach projektu GRIEG, realizowanego dzięki wsparciu Mechanizmu Finansowego Norweskiego Obszaru Gospodarczego na lata 2014–2021 oraz Narodowego Centrum Nauki.
Naukowcy korzystali z zaawansowanej infrastruktury badawczej, w tym Structural Biology Core Facility, zasobów obliczeniowych PLGrid (Centrum HPC: ACK Cyfronet AGH) oraz Narodowego Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS.
Odkrycie krakowskich badaczy stanowi ważny krok w stronę pełnego zrozumienia mechanizmów rozwoju reumatoidalnego zapalenia stawów. Dzięki niemu naukowcy są coraz bliżej opracowania skutecznych metod, które mogą nie tylko spowolnić postęp choroby, ale także zapobiec jej wystąpieniu u osób z grupy ryzyka.
