دانشمندان دریافته‌اند مواد مغذی که سلول‌های ایمنی بدن ما از آنها تغذیه می‌کنند، می‌توانند توانایی سلول‌ها را در مبارزه با عفونت‌ها و سرطان تقویت کنند یا از بین ببرند. این کشف، یک ارتباط ناشناخته را بین فعال شدن ژن‌ها در یک سلول و مواد مغذی که بر آنها تکیه دارد، ایجاد می‌کند.

به نقل از ادونسد ساینس نیوز، «سوزان کائچ»(Susan Kaech) استاد «موسسه مطالعات زیست‌شناسی سالک» و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: این ضرب‌المثل را شنیده‌اید که می‌گوید «شما همان چیزی هستید که می‌خورید»؟ ما می‌خواستیم بدانیم آیا سلول همان چیزی است که می‌خورد.

کائچ و همکارانش در حال مطالعه نوعی از سلول‌های ایمنی به نام «سلول‌های T موثر»(Effector T cells) بودند که مسئول شناسایی و مبارزه با پاتوژن‌ها و تومورها هستند. وقتی این سلول‌ها برای مدت طولانی فعال باشند، می‌توانند به حالت فرسودگی وارد شوند که طی آن توانایی آنها برای دفع تهدیدها کاهش می‌یابد.

این گروه پژوهشی دریافتند که با فرسودگی این سلول‌های ایمنی، آنها ترجیح می‌دهند از یک ماده مغذی به یک ماده دیگر روی بیاورند. معکوس کردن این تغییر در عادات تغذیه توانست از فرسودگی سلول‌ها جلوگیری کند.

این پیوند تازه کشف‌شده بین تغذیه سلول‌ و عملکرد آن می‌تواند یک هدف امیدوارکننده برای درمان‌هایی باشد که با هدف جلوگیری از فرسودگی سلول‌های ایمنی صورت می‌گیرند. همچنین این کشف جدید، راه را برای انبوهی از تحقیقات جدید هموار می‌سازد که به دنبال نمونه‌های بیشتری از این ارتباطات هستند. کائچ گفت: آنچه ما کشف کردیم، یک کشف اساسی برای همه سلول‌هاست زیرا همه سلول‌ها از مواد مغذی استفاده می‌کنند.

این گروه پژوهشی در حال بررسی یک مولکول خاص به نام «استیل-کوآ»(Acetyl-CoA) بودند که نقش مهمی را در فعال و غیر فعال کردن ژن‌ها در سلول بر عهده دارد. سلول‌های ما می‌توانند این مولکول را از انواع مواد مغذی تولید کنند و پژوهشگران علاقه‌مند بودند تا بدانند آیا این مولکول تفاوتی را ایجاد می‌کند یا خیر.

چیزی که آنها دریافتند، این بود که سلول‌های T عملکردی ترجیح می‌دهند از یک ماده مغذی به نام «استات»(Acetate) برای ساخت استیل-کوآ تغذیه کنند. با وجود این، هنگامی که سلول‌ها به حالت فرسودگی وارد می‌شوند، به تدریج توانایی تغذیه از استات را از دست می‌دهند و در عوض به ماده مغذی دیگری موسوم به «سیترات»(Citrate) برای ساخت استیل-کوآ تکیه می‌کنند.

سلول‌های ما برای ساخت استیل-کوآ از استات یا سیترات، به پروتئین‌های گوناگونی متکی هستند. کائچ و همکارانش دریافتند این پروتئین‌ها در مکان‌های متفاوتی از هسته سلول وجود دارند که DNA در آنها ذخیره می‌شود و به تغییر فعالیت ژن‌های گوناگون می‌انجامد. کائچ گفت: ما دریافتیم سلول‌ها اهمیت می‌دهند که از کدام ماده مغذی برای تولید استیل-کوآ استفاده شده است. ما این انتظار را نداشتیم.

پژوهشگران دو راهبرد را برای ترغیب کردن سلول‌های T به تغذیه از استات به جای سیترات برای ساخت استیل-کوآ آزمایش کردند که با موفقیت از فرسودگی سلول‌ها جلوگیری کرد. اولین راهبرد، مهندسی سلول‌ها برای تولید بیشتر پروتئینی بود که استات را به استیل-کوآ تبدیل می‌کرد. دومین راهبرد بر مسدود کردن پروتئینی متکی بود که سیترات را به استیل-کوآ تبدیل می‌کند و سلول‌ها به طور طبیعی با مصرف استات بیشتر آن را جبران می‌کنند. کائچ گفت: این کار، روش جدید و جالبی را برای برنامه‌ریزی مجدد سلول‌های ایمنی و تقویت آنها در مبارزه با سرطان به ما نشان داد.

کائچ خاطرنشان کرد: داروهایی که جلوی تغذیه سلول‌ها از سیترات را می‌گیرند، در حال حاضر به عنوان درمان سرطان استفاده می‌شوند زیرا می‌توانند رشد سلول‌های سرطانی را نیز متوقف کنند. کشف ما نشان می‌دهد که این داروها می‌توانند به طور همزمان برای جلوگیری از رشد تومورها و کمک به سلول‌های ایمنی در مبارزه طولانی‌تر استفاده شوند.

علاوه بر کاوش در راهبردهای درمانی که تغذیه سلول‌ها را هدف قرار می‌دهند، کائچ و همکارانش می‌خواهند به دنبال پیوندهای مشابه دیگری بین مواد مغذی و انواع سلول‌ها باشند که بتوان آنها را بسیار فراتر از سلول‌های ایمنی گسترش داد.

این پژوهش در مجله «Science» به چاپ رسید.