Lini pertama bagi pertahanan kekebalan di dalam tubuh kita saat menerima serangan patogen seperti bakteri adalah makrofag.
Makrofag inilah kumpulan sel-sel imunitas di dalam tubuh yang bekerja melawannya dengan cara menelan setiap benda asing yang melintasi mereka. Setelah membungkusnya dalam vesikel membran intraseluler, proses yang disebut fagositosis, makrofag kemudian membunuh mangsanya dengan asam.
Meski demikian, belum sepenuhnya dipahami bagaimana proses pengasaman itu terjadi di dalam makrofag tersebut.
Sebagai bagian upaya mempelajari secara sistematis protein yang mengangkut bahan kimia melalui membran sel, para peneliti di CeMM melihat peran penting pada protein pengirim SLC4A7 dalam proses ini, yang memberikan wawasan baru berharga bagi banyak kondisi patologis, mulai dari peradangan hingga ke kanker.
Di antara berbagai jenis sel-sel kekebalan tubuh yang berpatroli di tubuh, makrofag adalah yang pertama berhadapan dengan ancaman asing. Dengan permukaannya yang fleksibel dan serbaguna, mereka menelan setiap mikroorganisme atau partikel yang bisa membahayakan kesehatan organisme, dan mengurungnya dalam vesikel membran intraseluler yang disebut fagosom.
Untuk menghilangkan ancaman dan memecahnya hingga pada ke tingkat unsurnya, bagian interior fagosom haruslah efektif dan diasamkan secara progresif. Pada bagian krusial dari fagositosis ini, makrofag harus mengalami beberapa perubahan metabolik, yang belum sepenuhnya dipahami.
Tim Giulio Superti-Furga, Direktur Ilmiah Pusat Penelitian CeMM Kedokteran Molekuler dari Akademi Ilmu Pengetahuan Austria, menemukan dalam penelitian terbaru mereka bahwa protein membran milik keluarga "pembawa larutan zat" (SLC) memainkan peran penting dalam fagositosis dan pengasaman fagosom. Penelitian mereka dipublikasikan di jurnal Cell Host & Microbe.
SLC mewakili kelompok terbesar protein pengirim yang bertanggung jawab pada pergerakan molekul kimia yang melintasi membran sel. Karena fagositosis dan pengasaman fagosom membutuhkan pertukaran ion dan nutrisi, para ilmuwan di laboratorium Superti-Furga membuat hipotesis bahwa SLC mungkin penting bagi makrofag untuk menjalani proses tersebut. Untuk menguji hipotesis mereka, para peneliti mengembangkan esai dengan sel-sel khusus dengan 391 gen SLC manusia mereka lemahkan secara individu menggunakan teknologi pengeditan gen CRISPR/Cas9.
Sel-sel tersebut, yang masing-masing membawa gen SLC cacat tunggal, kemudian diuji bagaimana mereka melakukan fagositosis. Secara mencolok, di antara semua SLC, SLC4A7, pengangkut natrium bikarbonat, adalah satu-satunya yang ternyata penting bagi makrofag untuk menjalani fagositosis dan pengasaman. Sel-sel dengan SLC4A7 yang terganggu tidak dapat mengasamkan fagosom mereka dan konsekuensinya menurunkan kapasitas mereka untuk membunuh bakteri.
Setelah mengidentifikasi kandidat utama mereka SLC4A7, para ilmuwan, bekerja sama dengan laboratorium Nicolas Demaurex dari Universitas Jenewa, menyelidiki lebih lanjut dan meluncurkan mekanisme yang menyebabkan gangguan pengasaman fagosome.
"SLC4A7 terletak di permukaan makrofag dan diperlukan untuk impor bikarbonat dari lingkungan ke dalam sitoplasma sel," kata Giulio Superti-Furga, peneliti senior studi ini menjelaskan. "Impor bikarbonat SLC4A7 sangat penting bagi buffering pH sel selama fagositosis. Jika SLC4A7 hilang, aktivasi makrofag menyebabkan akumulasi proton di sitoplasma mereka, yang selanjutnya menghambat pengasaman fagosom."
Hasil penelitian ini tidak hanya memberikan wawasan mendasar baru ke dalam fungsi molekul dari salah satu sel terpenting dari sistem kekebalan. Karena fagositosis memainkan peran penting dalam berbagai kondisi patologis mulai dari peradangan hingga ke kanker, wawasan baru ini tampaknya memiliki relevansi di luar konteks penyakit menular. Upaya untuk memahami peran protein pengirim sel-se yang berbeda didukung oleh hibah dari European Research Council (ERC).
Science Daily
Makrofag inilah kumpulan sel-sel imunitas di dalam tubuh yang bekerja melawannya dengan cara menelan setiap benda asing yang melintasi mereka. Setelah membungkusnya dalam vesikel membran intraseluler, proses yang disebut fagositosis, makrofag kemudian membunuh mangsanya dengan asam.
Meski demikian, belum sepenuhnya dipahami bagaimana proses pengasaman itu terjadi di dalam makrofag tersebut.
Sebagai bagian upaya mempelajari secara sistematis protein yang mengangkut bahan kimia melalui membran sel, para peneliti di CeMM melihat peran penting pada protein pengirim SLC4A7 dalam proses ini, yang memberikan wawasan baru berharga bagi banyak kondisi patologis, mulai dari peradangan hingga ke kanker.
Di antara berbagai jenis sel-sel kekebalan tubuh yang berpatroli di tubuh, makrofag adalah yang pertama berhadapan dengan ancaman asing. Dengan permukaannya yang fleksibel dan serbaguna, mereka menelan setiap mikroorganisme atau partikel yang bisa membahayakan kesehatan organisme, dan mengurungnya dalam vesikel membran intraseluler yang disebut fagosom.
Untuk menghilangkan ancaman dan memecahnya hingga pada ke tingkat unsurnya, bagian interior fagosom haruslah efektif dan diasamkan secara progresif. Pada bagian krusial dari fagositosis ini, makrofag harus mengalami beberapa perubahan metabolik, yang belum sepenuhnya dipahami.
Tim Giulio Superti-Furga, Direktur Ilmiah Pusat Penelitian CeMM Kedokteran Molekuler dari Akademi Ilmu Pengetahuan Austria, menemukan dalam penelitian terbaru mereka bahwa protein membran milik keluarga "pembawa larutan zat" (SLC) memainkan peran penting dalam fagositosis dan pengasaman fagosom. Penelitian mereka dipublikasikan di jurnal Cell Host & Microbe.
SLC mewakili kelompok terbesar protein pengirim yang bertanggung jawab pada pergerakan molekul kimia yang melintasi membran sel. Karena fagositosis dan pengasaman fagosom membutuhkan pertukaran ion dan nutrisi, para ilmuwan di laboratorium Superti-Furga membuat hipotesis bahwa SLC mungkin penting bagi makrofag untuk menjalani proses tersebut. Untuk menguji hipotesis mereka, para peneliti mengembangkan esai dengan sel-sel khusus dengan 391 gen SLC manusia mereka lemahkan secara individu menggunakan teknologi pengeditan gen CRISPR/Cas9.
Sel-sel tersebut, yang masing-masing membawa gen SLC cacat tunggal, kemudian diuji bagaimana mereka melakukan fagositosis. Secara mencolok, di antara semua SLC, SLC4A7, pengangkut natrium bikarbonat, adalah satu-satunya yang ternyata penting bagi makrofag untuk menjalani fagositosis dan pengasaman. Sel-sel dengan SLC4A7 yang terganggu tidak dapat mengasamkan fagosom mereka dan konsekuensinya menurunkan kapasitas mereka untuk membunuh bakteri.
Setelah mengidentifikasi kandidat utama mereka SLC4A7, para ilmuwan, bekerja sama dengan laboratorium Nicolas Demaurex dari Universitas Jenewa, menyelidiki lebih lanjut dan meluncurkan mekanisme yang menyebabkan gangguan pengasaman fagosome.
"SLC4A7 terletak di permukaan makrofag dan diperlukan untuk impor bikarbonat dari lingkungan ke dalam sitoplasma sel," kata Giulio Superti-Furga, peneliti senior studi ini menjelaskan. "Impor bikarbonat SLC4A7 sangat penting bagi buffering pH sel selama fagositosis. Jika SLC4A7 hilang, aktivasi makrofag menyebabkan akumulasi proton di sitoplasma mereka, yang selanjutnya menghambat pengasaman fagosom."
Hasil penelitian ini tidak hanya memberikan wawasan mendasar baru ke dalam fungsi molekul dari salah satu sel terpenting dari sistem kekebalan. Karena fagositosis memainkan peran penting dalam berbagai kondisi patologis mulai dari peradangan hingga ke kanker, wawasan baru ini tampaknya memiliki relevansi di luar konteks penyakit menular. Upaya untuk memahami peran protein pengirim sel-se yang berbeda didukung oleh hibah dari European Research Council (ERC).
Science Daily
Comments
Post a Comment