Ce sunt citokinele și de ce sunt importante pentru sistemul imunitar

Citokinele sunt un grup de proteine mici care joacă un rol crucial în semnalizarea celulară. Sunt produse de diferite celule din sistemul imunitar, cum ar fi celulele albe din sânge, și sunt implicate în reglarea răspunsurilor imune și în medierea comunicării între celule.

Funcția principală a citokinelor este de a modula și coordona răspunsurile imune. Acţionează ca mesageri între celule, facilitând comunicarea şi declanşând acţiuni specifice. Citokinele pot fi clasificate în diferite tipuri în funcție de funcția lor, inclusiv interleukine, interferoni, factori de necroză tumorală și chemokine, printre altele.

Citokinele sunt implicate în diferite aspecte ale funcției sistemului imunitar

Inflamaţie: Citokinele sunt responsabile pentru inițierea și reglarea răspunsului inflamator. Ele pot stimula inflamația prin recrutarea celulelor imune la locul infecției sau leziunii și activându-le pentru a elimina agenții patogeni sau celulele deteriorate.

Activarea celulelor imune: Citokinele stimulează celulele imune, cum ar fi celulele T, celulele B și celulele natural killer (NK), să se diferențieze, să prolifereze și să își îndeplinească funcțiile specifice. Ele ajută la stimularea răspunsului imun împotriva agenților patogeni.

Diferențierea celulară: Citokinele reglează diferențierea celulelor stem în tipuri specifice de celule imunitare. De exemplu, interleukina-4 (IL-4) promovează diferențierea celulelor T naive în celule T helper.

Protectie antivirus: Interferonii sunt un tip de citokine care joacă un rol vital în mecanismul de apărare antiviral. Ele pot inhiba replicarea virală în celulele infectate și pot activa alte celule imunitare pentru a elimina infecția.

Vindecarea ranilor: Citokinele contribuie la procesul de vindecare prin promovarea migrării și proliferării celulelor implicate în repararea țesuturilor, cum ar fi fibroblastele.

Reglarea răspunsurilor imune: Citokinele ajută la menținerea echilibrului în sistemul imunitar prin reglarea intensității și duratei răspunsurilor imune. Ele pot fie stimula, fie suprima activitatea celulelor imune, în funcție de nevoile specifice ale organismului.

În general, citokinele joacă un rol major în coordonarea și modularea răspunsurilor imune, oferind apărare eficientă împotriva agenților patogeni menținând în același timp homeostazia sistemului imunitar. Dezechilibrul în producția de citokine sau dereglarea poate duce la tulburări imunitare și boli inflamatorii.

Boli în care nivelul de citokine este brusc crescut

Există mai multe boli și condiții în care nivelurile de citokine pot fi crescute semnificativ. Câteva exemple includ:

Sindromul de eliberare a citokinelor (CRS): CRS este un răspuns imun sever care poate apărea ca efect secundar al unor imunoterapii, cum ar fi terapia cu celule CAR-T. Se caracterizează prin eliberarea rapidă și excesivă de citokine, în special interleukina-6 (IL-6) și factorul de necroză tumorală-alfa (TNF-alfa). Nivelurile crescute de citokine în CRS pot duce la inflamație sistemică, disfuncție de organ și, în cazuri severe, poate pune viața în pericol.

Septicemie: Sepsisul este o afecțiune care poate pune viața în pericol, care apare atunci când răspunsul organismului la infecție devine dereglat. În sepsis, citokinele sunt eliberate în cantități mari, provocând un răspuns inflamator sistemic. Această eliberare excesivă de citokine poate duce la insuficiență de organe multiple și la alte complicații.

Boli autoimune și citokine

Artrita reumatoidă (AR): RA este o boală autoimună caracterizată prin inflamație cronică a articulațiilor. În artrita reumatoidă, citokinele proinflamatorii, cum ar fi factorul de necroză tumorală-alfa (TNF-alfa), interleukina-1 (IL-1) și interleukina-6 (IL-6) sunt produse în cantități excesive. Aceste citokine contribuie la inflamarea articulațiilor, la distrugerea cartilajului și a oaselor și la alte simptome asociate bolii.

Boala inflamatorie intestinală (IBD): IBD cuprinde afecțiuni precum boala Crohn și colita ulceroasă, care implică inflamația cronică a tractului gastrointestinal. Nivelurile crescute de citokine, inclusiv TNF-alfa, interleukina-6 (IL-6) și interleukina-17 (IL-17), joacă un rol semnificativ în inflamația observată în IBD.

Sindromul furtunii cu citokine

Sindromul furtunii cu citokine se referă la un răspuns imun sever și necontrolat care poate apărea ca răspuns la diferiți factori declanșatori, cum ar fi infecții virale (de exemplu, COVID-19), anumite tipuri de cancer și boli autoimune. În timpul unei furtuni de citokine, are loc o eliberare masivă de citokine proinflamatorii, inclusiv interleukina-6 (IL-6), interleukina-1 beta (IL-1β) și interleukina-18 (IL-18). Această eliberare excesivă de citokine poate duce la leziuni tisulare pe scară largă și la insuficiență de organ.

Acestea sunt doar câteva exemple de boli în care citokinele pot fi crescute dramatic. Este important de reținut că citokinele specifice implicate și nivelurile lor pot varia în funcție de boală sau afecțiune. Nivelurile crescute de citokine pot contribui la patologia acestor boli și sunt adesea ținta intervențiilor terapeutice pentru modularea răspunsului imun.

Pot fi testate citokinele într-un laborator?

Citokinele pot fi testate într-un cadru de laborator. Sunt disponibile diverse tehnici și teste pentru a măsura nivelurile de citokine din probele biologice, cum ar fi supernatantele de sânge, ser, plasmă sau culturi de țesuturi. Aceste teste sunt adesea efectuate folosind imunotestări care se bazează pe anticorpi specifici care pot detecta și cuantifica citokinele.

Există diferite metode pentru studiul citokinelor:

Testul imunosorbent legat de enzime (ELISA): ELISA este o tehnică utilizată pe scară largă care utilizează anticorpi specifici pentru a captura și detecta citokinele. Permite măsurarea cantitativă a nivelurilor de citokine dintr-o probă.

Teste multiplex: Testele multiplex permit măsurarea simultană a mai multor citokine într-o singură probă. Aceste teste folosesc matrice bazate pe mărgele sau micromatrice, permițând evaluarea mai multor citokine într-un mod de mare debit.

Citometria în flux: Citometria în flux poate fi utilizată pentru a evalua producția de citokine la nivel de o singură celulă. Această tehnică implică colorarea celulelor cu anticorpi marcați fluorescent împotriva citokinelor specifice, permițând detectarea și cuantificarea acestora.

Metode bazate pe PCR: Tehnicile de reacție în lanț a polimerazei (PCR), cum ar fi PCR cu transcripție inversă (RT-PCR) sau PCR cantitativă (qPCR), pot fi utilizate pentru a măsura nivelurile de expresie genetică ale citokinelor. Aceasta oferă informații despre nivelurile de ARNm ale citokinelor, care pot indica producția lor.

Ce informații oferă cercetarea?

Studiul citokinelor în laborator poate oferi informații prețioase despre răspunsul imun și prezența inflamației sau dereglării în diferite boli și afecțiuni. Poate ajuta la diagnosticarea anumitor tulburări imunitare, la monitorizarea progresiei bolii. De asemenea, pentru a evalua eficacitatea tratamentului și pentru a identifica potențiale ținte terapeutice. De exemplu, măsurarea nivelurilor de citokine la pacienții supuși imunoterapiei sau la cei cu boli autoimune poate ajuta la ghidarea deciziilor de tratament.

Testarea citokinelor este de obicei efectuată într-un laborator clinic sau de cercetare și necesită echipament și expertiză specializate. Interpretarea nivelurilor de citokine trebuie făcută împreună cu alte informații clinice și în contextul bolii sau stării particulare investigate.

Redactor Diana Todorova

Imagini: Freepik