Pět let pracovali vědci Tomáš Doležal a Adam Bajgar na výzkumu, jakým způsobem nakládá organizmus s energií během imunitních reakcí. Výsledky jejich experimentů provedených na octomilkách otiskl začátkem května přední vědecký časopis PloS Patogens.
Ve své kuchyni nikdo o octomilky, neboli vinné mušky, nestojí. Hodují na ovoci, sladkých šťávách i pečivu. Milují vše kvašené, nepohrdnou ani zbytky vína a zbavit se jich není vůbec snadné.
Laboratorní octomilky na Přírodovědecké fakultě Jihočeské univerzity si ale na nevraživost lidí nemohou stěžovat. Chovají je tu doslova ve vatě, aby jich zdejší vědci a studenti měli dostatek pro výzkum.
„Octomilka se používá už víc než sto let a vedle myši je to nejdůležitější modelový organizmus. Je skvělá v tom, že si můžeme manipulovat jejími geny jakýmkoli způsobem potřebujeme - můžeme je vypínat, zapínat, jen v určitých tkáních, jen v určitém čase. Čili experimentálně je to skvělý model, který je relativně levný, jednoduchý a rychlý," vysvětluje Tomáš Doležal, který je šéfem katedry molekulární biologie a genetiky Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity.
Spolu s kolegou Adamem Bajgarem jsou autory nového článku v časopise PloS Patogens, v němž publikovali výsledky výzkumu, jak organizmus nakládá s energií během imunitní reakce. Odpověděli v něm na otázky, co se stane, když nedodáme imunitnímu systému dost energie, nebo naopak, když jí dodáme zbytečně moc.
Hráli si s energií
Výzkum, který nyní publikovali, je druhým v řadě na toto téma. Už v roce 2015 vydali podobný článek, z něhož nynější pětileté bádání vychází a rozšiřuje toto téma. V předchozí práci ukázali, že imunitní buňky vyžadují zvýšené množství energie, a našli molekulu, nebo mechanizmus, jakým způsobem si o energii řeknou.
„A teď jsme tenhle mechanizmus využili k tomu, abychom ho mohli manipulovat, hrát si trošku s tou energií, ubrat ji, nebo přidat imunitnímu systému a sledovat, co se děje. Předtím jsme používali model infekci vosičkami, které nabodnou vajíčko do larviček a ony s tím bojují. Při tomto výzkumu jsme využili bakteriální infekce. Bakterie napíchneme do dospělých mušek a sledujeme, co se děje při imunitní reakci, když energii ubíráme nebo přidáváme," popisuje 42letý genetik Doležal.
Ve svém novém výzkumu tak s kolegou Bajgarem ukázali, že mechanizmus funguje i u dospělých octomilek. Zjistili, že pokud imunitní systém nedostane dost energie, tak prostě dobře nefunguje a organizmus má problém s infekcí bojovat.
Ale co se stane, když energie dáváte zbytečně moc? Když se jí dodá víc, může to pomoct, nebo škodit, je tam nějaký regulační mechanizmus?
„Tohle jsou věci, s nimiž se hodně spekuluje třeba i z evolučního pohledu. Jak se organizmy vyvíjejí, nějakým způsobem regulují tyto procesy, protože s energií se nemůže nakládat, jak je libo. Organizmus má limitované množství energie, zejména ve volné přírodě, kde svádí boj o přežití a musí si rozmýšlet, jak s energií nakládat," říká Doležal.
Zvýšení množství uvolněné energie může někdy imunitní reakci vylepšit, někdy však může naopak pomoci původci nemoci.
„Když se energie dává moc, organizmus se zbytečně vyčerpává, vlastně ztrácí energie víc, než je potřeba, což ho může ve finále taky poškozovat. Imunita nadbytek energie nevyužije a může ji využít ta bakterie. A jeden výsledek naznačuje, že se to skutečně děje, že na úkor zásob hostitele bakterie roste víc, rychleji a poškozuje ho víc," objasňuje Doležal.
Tyto experimenty navíc ukázaly, že imunitní buňky se při ohrožení organizmu sice chovají sobecky a stahují si energii pro sebe, ale že také samy tuto svou sobeckost dokážou držet na uzdě, limitovat ji. Na začátku reakce vyplaví molekulu, která utlumí spotřebu energie jinými tkáněmi, později ale samy vyplaví enzym, který tuto molekulu odbourá.
Vědci z přírodovědecké fakulty už mají na svůj článek první ohlasy. Ve chvíli, kdy v PloS Patogens vyšel, je kontaktovali výzkumníci z Ameriky, kteří dělají podobné experimenty na myších a chtějí s Jihočechy komunikovat. Téma zaujalo i odborníky z 3. Lékařské fakulty Univerzity Karlovy v Praze.
„Chtěli by se na některé ty mechanizmy podívat. My cílíme tento základní výzkum na lidi, kteří dělají biomedicínu. Ale má to přesah, třeba tady jiná laboratoř dělá nádorovou problematiku a úzce to spolu souvisí, protože nádory si možná říkají o energii podobným způsobem," dodává Tomáš Doležal.
