Drobny uraz, poważna infekcja, a nawet grypa mogą skierować organizm na bardzo różne ścieżki. Niektórzy wracają do zdrowia szybko, inni stają się ciężko chorzy lub umierają. Naukowcy nazywają tę ścieżkę trajektorią choroby, a może być ona kształtowana przez wiele czynników, w tym wiek, płeć, historię zdrowia i biologię. W Salk Institute Janelle Ayres, PhD, spędziła lata badając, dlaczego ludzie tak różnie reagują na chorobę i uraz. Jej praca koncentruje się na tym, jak organizm może być kierowany z dala od choroby i śmierci w stronę powrotu do zdrowia i przeżycia.
Stan zapalny jest często główną siłą stojącą za pogorszeniem stanu organizmu podczas infekcji i urazów. Jest niezbędny do ochrony, ponieważ ostrzega układ odpornościowy i przyciąga komórki odpornościowe tam, gdzie są potrzebne. Ale gdy stan zapalny staje się nadmierny, może uszkadzać tkanki i przyczyniać się do śmierci. Ponieważ infekcje mogą wywoływać szczególnie szkodliwy stan zapalny, zespół Salk badał myszy z infekcją. Odkryli, że dodanie aminokwasu metioniny do diety zwierząt chroniło je przed wyniszczeniem, problemami z barierą krew-mózg i śmiercią związaną ze stanem zapalnym.
Korzyść przyszła nieoczekiwaną drogą. Metionina poprawiła filtrację nerkową, co sugeruje, że nerki mogą odgrywać większą rolę niż wcześniej sądzono w pomaganiu organizmowi w przejściu od infekcji do wyzdrowienia. Odkrycia, opublikowane w Cell Metabolism, sugerują, że małe zmiany w odżywianiu mogą silnie wpływać na wyniki choroby. Suplementacja metioniną może mieć potencjał w stanach zapalnych, chorobach nerek, niewydolności nerek i u pacjentów poddawanych dializie, chociaż potrzebne są dalsze badania.
„Nasze badanie wskazuje, że małe różnice biologiczne, w tym czynniki dietetyczne, mogą mieć duży wpływ na wyniki choroby” – mówi starsza autorka Ayres, profesor i posiadaczka Salk Institute Legacy Chair w Salk, a także badaczka Hughes Medical Institute. „Odkrycie mechanizmu napędzanego przez nerki, który ogranicza stan zapalny, wraz z ochronnym działaniem suplementacji metioniną u myszy, wskazuje na potencjał odżywiania jako mechanistycznie uzasadnionej interwencji medycznej, która może kierować i optymalizować ścieżki, jakie ludzie podejmują w odpowiedzi na bodźce wywołujące chorobę”.
Stan zapalny to reakcja układu odpornościowego na zagrożenie. To zagrożenie może być patogenem wewnątrz organizmu lub czymś tak prostym jak drzazga. Komórki odpornościowe przemieszczają się w kierunku problemu i pomagają w gojeniu. Gdy te komórki odpornościowe docierają, zwiększają sygnały alarmowe organizmu poprzez białka znane jako cytokiny prozapalne. Organizm musi utrzymywać stan zapalny w delikatnej równowadze. Zbyt mało stanu zapalnego może nie zapanować nad zagrożeniem, podczas gdy zbyt dużo może uszkodzić zdrową tkankę. Wiele badań w tym obszarze koncentrowało się na tym, jak odpowiedzi immunologiczne są włączane lub wyłączane.
Zespół Ayres bada inne pytanie. Zamiast skupiać się tylko na przełącznikach odpornościowych, badają, w jaki sposób organizm reguluje siłę stanu zapalnego poprzez kontrolowanie uwalniania i gromadzenia cytokin prozapalnych. „Cytokiny prozapalne są ostatecznie tym, co prowadzi do choroby i śmierci w wielu przypadkach” – mówi pierwsza autorka Katia Troha, PhD, stażystka podoktorska w laboratorium Ayres. „Układ odpornościowy musi równoważyć stan zapalny, aby zaatakować najeźdźcę bez uszkadzania zdrowych komórek w organizmie. Naszym zadaniem jest znalezienie mechanizmów, których do tego używa, abyśmy mogli je celować, aby poprawić wyniki leczenia pacjentów”.
Aby zbadać, w jaki sposób organizm zarządza poziomami cytokin, naukowcy użyli mysiego modelu ogólnoustrojowego stanu zapalnego wywołanego przez patogen Yersinia pseudotuberculosis. Jedną z pierwszych zaobserwowanych zmian było zmniejszone jedzenie u zakażonych myszy, co sugerowało, że metabolizm zwierząt się zmienił. Aby lepiej zrozumieć ich stan odżywienia, naukowcy zmierzyli aminokwasy krążące we krwi. Aminokwasy są budulcem białek i wspierają zdrową funkcję komórek w całym organizmie.
Zakażone myszy miały niski poziom metioniny, niezbędnego