Zat Besi Memberi Makan Sel Kekebalan Tubuh — dan Itu Dapat Memperburuk Asma

Anda mungkin pernah mendengar bahwa Anda bisa mendapatkan zat besi dengan mengonsumsi bayam dan steak. Anda mungkin juga mengetahui bahwa ini adalah mineral penting yang merupakan komponen utama hemoglobin, protein dalam sel darah merah yang membawa oksigen dari paru-paru ke seluruh bagian tubuh.

Fungsi penting zat besi yang kurang diketahui adalah perannya dalam menghasilkan energi untuk sel kekebalan tertentu.

Dalam penelitian yang baru-baru ini diterbitkan dari laboratorium kami, kami menemukan bahwa memblokir atau membatasi masuknya zat besi ke dalam sel kekebalan berpotensi memperbaiki gejala asma yang disebabkan oleh alergen menyerang.

Sel kekebalan yang membutuhkan zat besi

Selama serangan asma, alergen yang tidak berbahaya mengaktifkan sel kekebalan di paru-paru yang disebut ILC2s (sel limfoid intrinsik tipe 2). Hal ini menyebabkan proliferasinya dan pelepasan sejumlah besar sitokin - pembawa pesan yang digunakan sel kekebalan untuk berkomunikasi, dan menyebabkan peradangan yang tidak diinginkan. Akibatnya muncul gejala seperti batuk dan mengi yang membuat saluran napas terasa seperti terkompresi.

Untuk mengevaluasi peran zat besi dalam fungsi ILC2 di paru-paru, kami melakukan serangkaian percobaan dengan ILC2 di laboratorium. Kami kemudian mengkonfirmasi temuan kami pada tikus dengan asma alergi dan pada pasien dengan berbagai tingkat keparahan asma.

Hasil eksperimen

Pertama, kami menemukan bahwa ILC2 menggunakan protein yang disebut reseptor transferrin 1 (TfR1) untuk menyerap zat besi. Ketika kami memblokir protein ini pada saat aktivasi ILC2, sel tidak dapat menggunakan zat besi dan tidak lagi mampu berkembang biak serta menyebabkan peradangan seefisien sebelumnya.

Kami kemudian menggunakan bahan kimia yang disebut khelator besi untuk mencegah ILC2 menggunakan besi. Chelator besi mirip dengan supermagnet untuk besi dan digunakan secara medis untuk mengatasi kondisi di mana terdapat terlalu banyak zat besi dalam tubuh.

Saat kita menghilangkan zat besi ILC2 menggunakan chelator, sel dipaksa untuk mengubah metabolismenya dan beralih ke mode produksi energi yang berbeda, mirip dengan mengubah mobil sport menjadi sepeda. Sel-sel tersebut tidak lagi efektif menyebabkan peradangan pada paru-paru.

Selanjutnya, kami membatasi zat besi seluler pada tikus dengan saluran udara sensitif karena aktivitas ILC2. Kami melakukan ini dengan tiga cara berbeda: dengan menghambat TfR1, menambahkan khelator besi, atau menginduksi kadar zat besi total yang rendah menggunakan protein sintetis yang disebut mini-hepcidin. Masing-masing metode ini membantu mengurangi hiperresponsif saluran napas pada tikus, yang sebenarnya mengurangi keparahan gejala asma mereka.

Terakhir, kami mempelajari sel dari pasien asma. Kami memperhatikan sesuatu yang menarik: semakin banyak protein TfR1 pada sel ILC2 mereka, semakin buruk gejala asma mereka. Dengan kata lain, zat besi berperan besar dalam tingkat keparahan asma mereka. Blokade TfR1 dan pengobatan khelator besi mengurangi proliferasi ILC2 dan produksi sitokin, menunjukkan bahwa hasil kami pada tikus dapat diterapkan pada sel manusia. Artinya, kami dapat memindahkan hasil ini dari laboratorium ke uji klinis secepat mungkin.

Terapi zat besi untuk asma

Zat besi seperti konduktor orkestra, memberi tahu sel-sel kekebalan seperti ILC2 bagaimana berperilaku selama serangan asma. Tanpa zat besi yang cukup, sel-sel ini tidak akan menimbulkan banyak masalah, sehingga gejala asma akan berkurang.

Selanjutnya kami berupaya menargetkan sel kekebalan pasien selama serangan asma. Jika kita dapat mengurangi jumlah zat besi yang tersedia untuk ILC2 tanpa mengurangi kadar zat besi secara keseluruhan dalam tubuh, hal ini dapat mengarah pada terapi baru untuk asma yang mengatasi penyebab utama penyakit ini, bukan hanya gejalanya saja. Perawatan yang tersedia dapat mengendalikan gejala agar pasien tetap hidup, namun tidak menyembuhkan penyakitnya. Terapi terkait zat besi mungkin menawarkan solusi yang lebih baik untuk pasien asma.

Penemuan kami tidak hanya berlaku untuk asma. Hal ini bisa menjadi terobosan baru bagi penyakit lain yang melibatkan ILC2, seperti eksim dan diabetes tipe 2. Siapa sangka zat besi bisa begitu penting untuk sistem kekebalan tubuh Anda?

Hasil penelitian ini dijelaskan secara rinci dalam artikel yang diterbitkan di jurnal The Conversation.