Aterosklerosis: Penelitian mengungkapkan mekanisme baru dan target terapeutik
Penelitian baru menawarkan wawasan baru tentang bagaimana suatu jenis sel kekebalan dapat menggoyahkan simpanan lemak, atau plak, yang terbentuk di arteri selama aterosklerosis.
Aterosklerosis adalah kondisi peradangan yang persisten di mana plak menumpuk di dalam arteri, menyebabkannya menyempit dan membatasi aliran darah.
Ketika plak aterosklerotik pecah atau pecah, hal itu dapat memicu serangan jantung atau stroke.
Neutrofil adalah jenis leukosit (sel darah putih) yang melimpah yang bertahan melawan infeksi dengan menyerang mikroba. Mereka juga memiliki "banyak peran dalam peradangan."
Studi internasional baru mengungkapkan bahwa neutrofil dapat memperburuk aterosklerosis dengan memicu jenis kematian sel yang sebelumnya tidak diketahui yang membuat plak arteri tidak stabil.
Baru baru ini Alam Makalah ini menjelaskan bagaimana neutrofil dapat menginduksi serangkaian peristiwa molekuler yang juga membunuh sel otot polos yang membantu mempertahankan plak di dinding arteri.
“Setiap reaksi peradangan,” kata penulis studi koresponden Prof. Oliver Söhnlein, dari Institute for Cardiovascular Prevention di Ludwig Maximilian University (LMU) Munich di Jerman, “menghasilkan beberapa kerusakan tambahan, karena neutrofil juga menyerang sel-sel sehat. ”
Dia dan rekan-rekannya juga telah merancang dan membuat "peptida yang disesuaikan" yang berpotensi menargetkan dan memblokir proses kematian sel.
Aterosklerosis dan konsekuensinya
Arteri adalah pembuluh yang memasok jantung dan bagian lain tubuh dengan darah kaya oksigen dan nutrisi, yang dibutuhkan sel untuk berfungsi dan hidup.
Aterosklerosis berkembang ketika berbagai bahan, seperti kolesterol, lemak, dan limbah seluler, mengendap di jaringan yang melapisi arteri. Endapan, atau plak, menumpuk perlahan dari waktu ke waktu menyebabkan arteri menyempit dan mengeras.
Ketika arteri menyempit, mereka menghalangi aliran darah dan membatasi suplai oksigen dan nutrisi ke sel-sel. Tergantung di mana itu terjadi, aliran darah yang terbatas dapat menyebabkan penyakit jantung, angina, penyakit arteri karotis, penyakit arteri perifer, dan penyakit ginjal kronis.
Plak itu sendiri juga berisiko. Mereka bisa pecah, atau potongan bisa putus, menyebabkan penyumbatan. Selain itu, penyumbatan bisa muncul dari gumpalan darah yang menempel di dinding bagian dalam arteri yang menyempit.
Jika penyumbatan ada di arteri yang memasok darah ke otak atau jantung, dapat menyebabkan stroke atau serangan jantung. Penyumbatan di arteri yang memasok kaki dapat menyebabkan kematian jaringan, atau gangren.
Menurut statistik yang dipublikasikan American Heart Association secara online, kondisi kardiovaskular, seperti serangan jantung dan stroke, adalah penyebab utama 840.678 kematian pada tahun 2016 di Amerika Serikat.
Neutrofil membantu plak menjadi tidak stabil
Ciri lain dari aterosklerosis adalah ia memicu sinyal yang mendorong sistem kekebalan untuk mengirim neutrofil dan sel kekebalan lainnya melalui aliran darah ke plak.
Ketika mereka mencapai situs plak, sel-sel kekebalan menyelinap di antara sel-sel jaringan endotel dari lapisan arteri. Pada saat yang sama, mereka melepaskan bahan kimia yang memberi sinyal ke sistem kekebalan untuk mengirim lebih banyak sel kekebalan.
Ini dapat membuat siklus yang mengubah respons peradangan awal menjadi peradangan yang persisten, atau kronis. Begitu peradangan menjadi kronis, itu meningkatkan risiko bahwa plak akan tumbuh, pecah, dan menyebabkan penyumbatan.
Menggunakan model tikus aterosklerosis untuk menyelidiki apa yang terjadi pada tingkat sel, para peneliti menemukan bahwa neutrofil dapat memainkan peran yang sangat merusak dalam mengganggu kestabilan plak.
"Mereka mengikat sel otot polos yang mendasari dinding pembuluh darah, dan diaktifkan," jelas Prof. Söhnlein.
Setelah aktif, neutrofil melepaskan "DNA kromosom dan histon terkait, yang bermuatan tinggi dan [beracun bagi sel]," lanjutnya, menambahkan: "Histon bebas membunuh sel di sekitarnya - dalam kasus aterosklerosis, sel otot polos."
Histon adalah protein yang membantu mengemas DNA dengan erat di dalam kromosom.
Peptida dapat memblokir histon beracun
Histon membunuh sel otot polos dengan menyebabkan pori-pori terbentuk di dindingnya. Hal ini memungkinkan cairan ekstraseluler merembes melalui pori-pori ke dalam sel, menyebabkannya pecah.
Karena sel otot polos membantu mempertahankan plak di dinding arteri, kerusakannya menyebabkan timbunan lemak menjadi tidak stabil dan lebih mungkin pecah dan pecah.
Di bagian lain dari studi, tim menggunakan pemodelan molekuler untuk merancang molekul protein kecil, atau peptida, yang dapat memblokir efek toksik dari histon bebas.
Penulis menyarankan bahwa "histone-inhibitory peptide" dapat mengganggu histon dengan mengikatnya sehingga tidak dapat membuat pori-pori di membran sel.
Prof Söhnlein mengatakan bahwa peptida sintetis dapat memiliki efek serupa pada kondisi lain yang melibatkan peradangan kronis, seperti radang usus kronis dan radang sendi.
Dia dan rekan penulisnya menyimpulkan:
"Data kami mengidentifikasi bentuk kematian sel yang ditemukan di inti penyakit vaskular kronis yang dipicu oleh leukosit dan dapat ditargetkan secara terapeutik."
