Caenorhabditis elegans. Laboratorní modelka mezi hlísticemi.

My lidé jsme obratlovci z veliké vývojové linie Deuterostomia, zahrnující krom nás ještě například ostnokožce nebo pláštěnce. Háďátko Caenorhabditis elegans je zase elegantní hlístice z velké skupiny Ecdysozoa, tedy živočichů, kteří se mimo jiné během života rádi svlékají. Kromě hlístic ji tvoří ještě například hlavatci nebo členovci.

Zvětšit obrázek

Programovatelná smrt buněk během embryonálního vývoje háďátka.

Člověk a háďátko vypadají opravdu hodně jinak. Průměrné lidské tělo vlastní 70-100 miliard buněk, naproti tomu háďátko Caenorhabditis elegans má vždy a za všech okolností přesně 959 buněk. Přes tohle všechno kupodivu máme s háďátkem spoustu společného. Potvrzuje to i výzkum Alejandra Aballayho z americké Duke University. Abbalay se s kolegou věnoval dvěma vysoce konzervovaným signalizačním drahám, které se podílejí na odpovědích vrozené (innate) imunity. Jsou společné nám i háďátkům a vlastně to vůbec není divné. Háďátka kupříkladu lezou v hlíně a my zase sníme spousty hlíny v jídle, máme ji na rukou nebo třeba v pitné vodě. Tím pádem se často musíme poprat se stejnými protivníky, v tomto příůpadě o zlé půdní bakterie.

Ukázalo se, že v obou zmíněných signalizačních drahách se haďátkům překvapivě podobáme. Sdílíme s nimi mnohé konkrétní proteiny vrozené imunitní obrany, které spolupracují na rozličných formách imunitní odpovědi.

První z nich, dráha p38 MAPK/CED-3, podle všeho dostala jméno za trest. Podílí se mimo jiné i na spuštění programovatelné smrti buněk. Ta druhá dráha je založená na proteinu heat shock transcription factor-1 a podle něj pojmenovaná HSF-1. Spouští se nezávisle na signalizační dráze p38 MAPK/CED-3. Aballay postupoval tak, že fluoreskující  transgenní háďátka osobně seznámil s malou zoo bakteriálních patogenů a poté mapoval expresi jednotlivých genů obou signalizačních drah. Postupně tak našel geny proteinů imunitní odpovědi, příslušných signalizačních molekul i jejich transkripčních faktorů.

 

Pseudomonas aeruginosa, půdní nepřítel.

Překvapivě vyšlo najevo, že dráhu spouštěnou zvýšením teploty, tedy HSF-1, háďátko nezbytně potřebuje k imunitní odpovědi na bakterie Pseudomonas aeruginosa, Salmonella  enterica, Yersinia pestis a Enterococcus faecalis. Výsledky naznačují, že HSF-1 je důležitou součástí širší obrany proti bakteriálním patogenům.

Už z dřívějška je jasné, že horečka je starobylý imunitní mechanismus prakticky všech živočichů. Je to významná zbraň v boji proti mikrobiálním infekcím. Teplokrevná zvířata včetně nás dokáží v reakci na infekci zvýšit svoji tělesnou teplotu, ta studenokrevná, jako je třeba háďátko zase během nemoci vyhledávají teplejší místa v prostředí. Jak ale horečka v imunitě funguje, se vlastně stále ještě neví. Objev spouštění imunitní signalizační dráhy HSF-1 teplotním šokem a její význam pro imunitu háďátka intenzivně napovídají k čemu je horečka dobrá.

 

Enterococcus faecalis, další kousek z divoké bakteriální zoo.

V této souvislosti se pochopitelně vtírá otázka, nakolik je moudré při léčení nemocí snižovat horečku. Jestli náhodou tímhle postupem nevypínáme důležitou linii obrany. Náš imunitní systém má samozřejmě velmi daleko k dokonalosti a občas se mu nedopatřením povede dosáhnout smrtící teploty těla. To je nepochybně důvod proč teplotu snižovat i za cenu oslabení imunity. Na druhou stranu, elegantním řešením jsou látky, které na jedné straně srážejí teplotu, ale zároveň spouštějí právě onu dráhu HSF-1. Příkladem může být aspirin a jemu podobné přípravky proti horečce. Postupně se ukazuje, že dráha HSF-1 je opravdu klíčová záležitost imunity. Právě teď například probíhají klinické testy medikamentů, které léčí neurodegenerativní onemocnění právě spouštěním HSF-1.

Celá záležitost pěkně dokládá, jak imunita není nic složitého. My i háďátka ji máme v hrubých rysech stejnou, což ukazuje na dávného společného předka háďátek a lidí, který měl obě sledované dráhy dispozici. Pravděpodobně se, stejně jako my, spoléhal na horečku jako účinnou strategii imunitní obrany.
To, že se v detailech od háďátek v imunitě lišíme zase vypovídá o dlouhé evoluci, kterou jsme my i hlístice během věků prodělali.

Pramen: Cell Cycle online November, PNAS online doi 10.1073/pnas.0604050103.