Arginina, aminokwas, który Twój organizm już produkuje i który prawdopodobnie spożywasz w produktach bogatych w białko, jest najwyraźniej całkiem ważny. Nowe badanie z Uniwersytetu Rockefellera sugeruje, że jej niedobór może osłabić zdolność układu odpornościowego do walki z rakiem i wirusami. Bo oczywiście, jedyne czego potrzebował Twój układ odpornościowy, to kolejny powód, by być trudnym.

Sohail Tavazoie, który kieruje Laboratorium Systemowej Biologii Raka Elizabeth i Vincenta Meyerów na Uniwersytecie Rockefellera, bada to powiązanie od lat. W 2023 roku jego zespół odkrył, że pozbawienie komórek raka okrężnicy argininy powoduje, że gromadzą one więcej mutacji. Teraz odkryli, że niedobór argininy może również sprawić, że Twój układ odpornościowy będzie się obijał. Gdy argininy jest mało, komórki mają trudności z produkcją MHC-1, białka, które alarmuje układ odpornościowy o zmutowanych komórkach i atakujących wirusach. Pomyśl o tym jak o komórkowym odpowiedniku zapomnienia o wywieszeniu tabliczki "Uwaga, zły pies".

Dobra wiadomość? Umiarkowana ilość argininy - mniej więcej tyle, ile zawierają dwie tabletki dostępne bez recepty - może potencjalnie przywrócić geny zaangażowane w produkcję MHC-1. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Cell, co jest całkiem sporym osiągnięciem.

"Nasza praca ujawnia, jak brak argininy zakłóca układ odpornościowy i sugeruje, że zwiększenie spożycia argininy może być korzystne" - mówi pierwsza autorka Qiushuang Wu, doktorantka w laboratorium. "Być może oznacza to, że można ją stosować w połączeniu z innymi terapiami w leczeniu zarówno raka, jak i infekcji wirusowych." Tavazoie dodaje: "Suplementacja argininy może być łatwo przetestowana u pacjentów otrzymujących immunoterapię lub podawana populacjom wysokiego ryzyka narażonym na patogeny wirusowe. Biorąc pod uwagę, że arginina jest tania i łatwo dostępna, mamy nadzieję, że badania terapeutyczne i profilaktyczne mogą zostać wkrótce podjęte."

A teraz część naukowa: Aminokwasy są budulcem białek, a ich produkcja jest kierowana przez kodony - grupy trzech zasad DNA. Sześć różnych kodonów koduje argininę, co podkreśla jej znaczenie. Naukowcy wiedzieli, że zmiany w dostępności aminokwasów wpływają na metabolizm komórkowy i sygnalizację, ale mniej wiedziano o tym, czy te zmiany bezpośrednio wpływają na ekspresję genów.

Wu zbadała zmiany poziomu argininy spowodowane dietą lub chorobą w kilku modelach, w tym raka okrężnicy, grypy i SARS-CoV-2. Te schorzenia są związane z nieprawidłowym poziomem aminokwasów. "Jednym z najbardziej uderzających wzorców było to, że arginina była najbardziej zubożonym aminokwasem we wszystkich tych chorobach" - mówi.

Używając hodowli komórkowych, Wu odkryła, że 414 białek występowało na niezwykle niskim poziomie, gdy arginina spadała. Większość z nich była związana ze znanymi funkcjami argininy, ale wyróżniały się trzy geny HLA odpowiedzialne za produkcję białek MHC-1. Białka MHC-1 prezentują obce lub nieprawidłowe białka komórkom T, które następnie mobilizują wojska odpornościowe. Gdy argininy jest mało, rybosomy - komórkowe maszyny składające białka - zatrzymują się podczas próby produkcji MHC-1. Bez wystarczającej ilości argininy nie mogą dokończyć zadania, więc komórki wyświetlają mniej sygnałów ostrzegawczych dla komórek T. To pozwala niebezpiecznym komórkom prześlizgnąć się pod radarem.

"Te odkrycia są ekscytujące, ponieważ ujawniają, że spożycie określonego aminokwasu może bezpośrednio regulować ekspresję genów w organizmie poprzez zwiększenie produkcji białka wzbogaconego w ten aminokwas" - mówi Tavazoie. "Wierzymy, że takie selektywne dostrajanie translacyjne ekspresji genów poprzez manipulację dietą prawdopodobnie rozciąga się na wiele innych białek i aminokwasów."

Następnie Wu przetestowała różne ilości argininy w diecie myszy. Myszy karmione dietą niskoargininową rozwinęły więcej guzów raka okrężnicy, podczas gdy te otrzymujące więcej argininy - mniej. Przetestowała również mysie modele grypy i SARS-CoV-2 z Heinzem-Heinrichem Hoffmanem z laboratorium Charlesa Rice'a. Wyniki były podobne - i zaskakujące. "Nie tylko myszy na diecie bogatej w argininę miały łagodniejsze objawy infekcji wirusowych, ale podanie myszom