ความผิดปกติของการอักเสบทำให้รุนแรงขึ้นได้อย่างไร

ระบบภูมิคุ้มกันจะจดจำ บ่อยครั้งที่หน่วยความจำนี้ถูกจัดเตรียมไว้โดยการเผชิญกับภัยคุกคามเช่นแบคทีเรียหรือไวรัสในอดีตเป็นทรัพย์สิน แต่เมื่อความทรงจำนั้นถูกกระตุ้นโดยตัวขับเคลื่อนภายใน เช่น การอักเสบเรื้อรัง มันสามารถพิสูจน์ได้ว่าเป็นอันตราย การสอนแปรงฟัน ทำให้เกิดการตอบสนองของภูมิคุ้มกันที่เข้าใจผิด โฆษณา ในบทความใหม่ในCellนักวิจัยจาก School of Dental Medicine ร่วมกับทีมงานนานาชาติรวมถึงเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งเดรสเดน ได้วางกลไกที่หน่วยความจำภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดสามารถทำให้เกิดภาวะอักเสบประเภทหนึ่งได้ ในตัวอย่างนี้ โรคเหงือก - เพื่อเพิ่มความไวต่อโรคอื่น - โรคข้ออักเสบ - โดยการเปลี่ยนแปลงของสารตั้งต้นของเซลล์ภูมิคุ้มกันในไขกระดูก ในแบบจำลองของเมาส์ ทีมงานได้แสดงให้เห็นว่าผู้รับการปลูกถ่ายไขกระดูกมีแนวโน้มที่จะเป็นโรคข้ออักเสบที่รุนแรงกว่าหากผู้บริจาคของพวกเขามีโรคเหงือกอักเสบ "แม้ว่าเราจะใช้โรคปริทันต์อักเสบและโรคไขข้ออักเสบเป็นแบบจำลองของเรา แต่การค้นพบของเรามีมากกว่าตัวอย่างเหล่านี้" George Hajishengallis ศาสตราจารย์แห่ง Penn Dental Medicine และผู้เขียนที่เกี่ยวข้องในผลงานกล่าว "ในความเป็นจริงแล้ว นี่เป็นกลไกหลัก ซึ่งเป็นหลักการรวมที่อยู่ภายใต้ความสัมพันธ์ระหว่างโรคร่วมที่หลากหลาย" นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่ากลไกนี้อาจทำให้มีการพิจารณาใหม่เกี่ยวกับวิธีการเลือกผู้บริจาคไขกระดูก เนื่องจากผู้บริจาคที่มีหน่วยความจำภูมิคุ้มกันบางประเภทที่เกิดจากภาวะการอักเสบอาจทำให้ผู้รับการปลูกถ่ายไขกระดูกมีความเสี่ยงสูงต่อความผิดปกติของการอักเสบ พื้นฐานในไขกระดูก ในงานก่อนหน้านี้ Hajishengallis ได้ร่วมมือกับ Triantafyllos Chavakis ผู้เขียนร่วมจาก Technical University of Dresden และผู้ทำงานร่วมกันเพื่อสำรวจบทบาทของหน่วยความจำภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด การค้นพบของพวกเขาแสดงให้เห็นว่า เช่นเดียวกับเซลล์ทีเซลล์และบีเซลล์ของระบบภูมิคุ้มกันที่ปรับตัวได้ เซลล์ไมอีลอยด์ของระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด เช่น นิวโทรฟิลและแมคโครฟาจ สามารถ "จดจำ" การเผชิญหน้าในอดีต และจะตอบสนองมากขึ้นเมื่อสัมผัสกับภัยคุกคามใหม่ งานวิจัยยังระบุว่าหน่วยความจำนี้ถูกเข้ารหัสอย่างไร โดยติดตามไปยังไขกระดูก และแสดงให้เห็นว่า "ภูมิคุ้มกันที่ได้รับการฝึกฝน" นี้สามารถถ่ายโอนจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งได้ผ่านการปลูกถ่ายไขกระดูก ช่วยปกป้องผู้รับจากมะเร็งผ่านการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด แม้จะเป็นข่าวดี แต่ Hajishengallis และ Chavakis ยังเชื่อว่าการสร้างภูมิคุ้มกันที่ได้รับการฝึกฝนอาจเป็นอันตรายในบริบทที่ถูกต้อง ขณะเข้าร่วมการประชุมเกี่ยวกับการสร้างภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดในกรีซในปี 2019 นักวิทยาศาสตร์ทั้งสองได้ระดมความคิดระหว่างมื้อค่ำที่โรงเตี๊ยมกลางแจ้ง โดยจดความคิดลงบนผ้าเช็ดปาก ต่อมาพวกเขาตั้งสมมติฐานบางอย่างเกี่ยวกับ "ด้านมืด" ที่เป็นไปได้ของภูมิคุ้มกันที่ได้รับการฝึกฝนนี้อย่างเป็นทางการในสิ่งพิมพ์ในวารสารNature Reviews Immunologyในปี 2021 "ความคิดเป็นเช่นนี้: เรารู้ว่าโรคปริทันต์อักเสบจากโรคเหงือกเพิ่มความเสี่ยงของโรคร่วม เช่น โรคหัวใจและหลอดเลือด" ฮาจิเชนกัลลิสกล่าว "และสิ่งที่ตรงกันข้ามก็เป็นความจริงเช่นกัน ตัวอย่างเช่น คนที่เป็นโรคลำไส้ใหญ่อักเสบจะมีความชุกของโรคปริทันต์มากขึ้น มีการเสนอกลไกต่างๆ กัน แต่ไม่มีกลไกใดที่รวมเป็นหนึ่งเดียวกันสามารถอธิบายความเป็นสองทิศทางนี้ได้" Chavakis กล่าวว่า "เราเริ่มคิดเกี่ยวกับกลไกการรวมกันที่เป็นไปได้ซึ่งอาจรองรับความสัมพันธ์ระหว่างโรคร่วมที่แตกต่างกันหลายอย่าง" Chavakis กล่าว จากการค้นพบก่อนหน้านี้ที่เกี่ยวข้องกับสารตั้งต้นที่ "ได้รับการฝึกฝน" ในไขกระดูก นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งเป้าหมายเพื่อดูว่าพวกเขาสามารถติดตามแหล่งที่มาของความสัมพันธ์ระหว่างโรคร่วมกับการฝึกภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดที่พวกเขารู้อยู่แล้วว่าเกิดขึ้นในไขกระดูกได้หรือไม่ เพื่อทดสอบสมมติฐานนี้ ทีมงานได้แสดงให้เห็นว่าภายในหนึ่งสัปดาห์หลังจากกระตุ้นให้หนูเป็นโรคปริทันต์ เซลล์ไมอิลอยด์ของสัตว์และเซลล์ต้นกำเนิดของพวกมันจะขยายตัวในไขกระดูก การตรวจสอบเซลล์เหล่านี้ในสัปดาห์ต่อมา หลังจากโรคปริทันต์อักเสบได้รับการแก้ไขโดยเจตนา นักวิจัยไม่ได้สังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงที่มีนัยสำคัญในลักษณะที่เซลล์มีลักษณะหรือพฤติกรรม อย่างไรก็ตาม เซลล์ต้นกำเนิดเหล่านี้ดูเหมือนจะจดจำการอักเสบที่พวกเขาสัมผัสได้ เนื่องจากพวกมันเก็บงำการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญของอีพิเจเนติกส์: การเปลี่ยนแปลงเครื่องหมายโมเลกุลที่ส่งผลต่อการเปิดและปิดยีน แต่ไม่ได้เปลี่ยนลำดับดีเอ็นเอจริง นักวิจัยพบว่าการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ซึ่งเกิดจากการอักเสบอาจเปลี่ยนลักษณะที่ยีนจะแสดงออกหลังจากความท้าทายในอนาคต นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่ารูปแบบโดยรวมของการเปลี่ยนแปลง epigenetic มีความเกี่ยวข้องกับลายเซ็นที่รู้จักของการตอบสนองต่อการอักเสบ หนูที่เป็นโรคปริทันต์ชักนำยังมีการตอบสนองที่รุนแรงกว่าต่อความท้าทายของระบบภูมิคุ้มกันในภายหลัง ซึ่งเป็นหลักฐานของภูมิคุ้มกันที่ได้รับการฝึกฝน ในการรวบรวมภาพรวมทั้งหมดเกี่ยวกับความเชื่อมโยงระหว่างสภาวะการอักเสบ "การทดลองที่สำคัญ" ตามที่ Hajishengallis อธิบายคือการปลูกถ่ายไขกระดูก หนูที่เป็นโรคปริทันต์อักเสบซึ่งเป็นโรคเหงือกรูปแบบรุนแรงทำหน้าที่เป็นผู้บริจาค เช่นเดียวกับกลุ่มหนูที่มีสุขภาพดีที่ทำหน้าที่เป็นกลุ่มควบคุม เซลล์ต้นกำเนิดจากไขกระดูกจำนวน 200 เซลล์ได้รับการปลูกถ่ายให้กับหนูที่ไม่เคยเป็นโรคเหงือกและได้รับการฉายรังสีไขกระดูกของตัวเอง ไม่กี่เดือนต่อมา หนูเหล่านี้ได้สัมผัสกับแอนติบอดีของคอลลาเจน ซึ่งกระตุ้นให้เกิดโรคข้ออักเสบ Hajishengallis กล่าวว่า "หนูที่ได้รับการปลูกถ่ายจากหนูที่เป็นโรคปริทันต์อักเสบจะมีโรคข้ออักเสบรุนแรงกว่าหนูที่ได้รับการบริจาคสเต็มเซลล์จากหนูที่มีสุขภาพปริทันต์" Hajishengallis กล่าว Chavakis กล่าวว่า "และการอักเสบของข้อต่อที่สูงขึ้นในหนูที่ได้รับนั้นเกิดจากเซลล์ที่มีการอักเสบซึ่งมาจากเซลล์ต้นกำเนิดจากโรคปริทันต์อักเสบ" Chavakis กล่าว การทดลองเพิ่มเติมเสนอแนะว่าเส้นทางการส่งสัญญาณที่ควบคุมโดยรีเซพเตอร์สำหรับโมเลกุล IL-1 มีบทบาทสำคัญในการเอื้อต่อความทรงจำที่อักเสบนี้ นักวิจัยพบว่าหนูที่ขาดการส่งสัญญาณตัวรับ IL-1 ไม่สามารถสร้างหน่วยความจำภูมิคุ้มกันที่ทำให้หนูตัวรับมีความไวต่อโรคร่วมมากขึ้น งานนี้มีความเกี่ยวข้องกับการปลูกถ่ายไขกระดูกในมนุษย์ ซึ่งเป็นแนวทางการรักษาทั่วไปในการจัดการกับมะเร็งเม็ดเลือด Hajishengallis กล่าวว่า "แน่นอนว่าเป็นเรื่องดีหากคุณพบผู้บริจาคที่ตรงกันสำหรับการปลูกถ่ายไขกระดูก "แต่ผลการวิจัยของเราชี้ให้เห็นว่าสิ่งสำคัญสำหรับแพทย์คือต้องระลึกไว้เสมอว่าประวัติทางการแพทย์ของผู้บริจาคจะส่งผลต่อสุขภาพของผู้รับอย่างไร" งานนี้ยังเน้นย้ำว่าการปิดกั้นการส่งสัญญาณของตัวรับ IL-1 อาจเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการบรรเทาผลกระทบจากภูมิคุ้มกันที่ได้รับการฝึกฝน Hajishengallis กล่าวว่า "เราได้เห็นแอนติบอดีต่อต้าน IL-1 ที่ใช้ในการทดลองทางคลินิกสำหรับโรคหลอดเลือดแข็งตัวด้วยผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยม "อาจเป็นเพราะส่วนหนึ่งเป็นเพราะปิดกั้นภูมิคุ้มกันที่ได้รับการฝึกฝนมาอย่างไม่เหมาะสม" โครงการติดตามผลกำลังตรวจสอบว่าสภาวะการอักเสบอื่น ๆ อาจเชื่อมโยงกับโรคปริทันต์ได้อย่างไร ซึ่งเป็นสัญญาณบ่งชี้ว่าสุขภาพช่องปากมีความสำคัญต่อสุขภาพโดยรวมอย่างไร Hajishengallis กล่าวว่า "ฉันภูมิใจในสาขาทันตกรรมที่งานนี้มีความสำคัญต่อสภาวะทางการแพทย์ที่หลากหลาย โดยเริ่มจากการตรวจสอบสุขภาพช่องปาก George Hajishengallis เป็นศาสตราจารย์ครบรอบร้อยปีของ Thomas W. Evans ในภาควิชาวิทยาศาสตร์พื้นฐานและการแปลในโรงเรียนทันตแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย นอกจาก Hajishengallis และ Chavakis แล้ว ผู้ร่วมวิจัยยังรวมถึง Xiaofei Li, Hui Wang และ Gundappa Saha จาก Penn Dental Medicine; Xiang Yu จาก Penn's Department of Biology และ Shanghai Jiao Tong University; Lydia Kalafati แห่งมหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งเดรสเดน, Charalampos Ioannidis และ Ioannis Mitroulis; และ Mihai G. Netea จาก Radboud University of Medical Centers และ University of Bonn การศึกษาได้รับการสนับสนุนบางส่วนจากสถาบันสุขภาพแห่งชาติ (ทุน DE029436 และ DE031206) และ Deutsche Forschungsgemeinschaft