Arginina është një aminoacid që mbështet shumë funksione thelbësore në të gjithë trupin. Ajo ndihmon qelizat të ndërtojnë proteina që kryejnë një gamë të gjerë procesesh biologjike. Trupi e prodhon argininën në mënyrë natyrale, dhe njerëzit gjithashtu e marrin atë nga shumë ushqime të pasura me proteina. Nivelet anormalisht të ulëta të argininës janë lidhur me disa sëmundje, përfshirë kancerin e zorrës së trashë.
Sohail Tavazoie, i cili drejton Laboratorin Elizabeth dhe Vincent Meyer të Biologjisë së Sistemeve të Kancerit në Universitetin Rockefeller, ka kaluar vite duke studiuar këtë lidhje. Në vitin 2023, ekipi i tij raportoi se privimi i qelizave të kancerit të zorrës së trashë nga arginina shkaktoi grumbullimin e më shumë mutacioneve.
Kërkimi i tyre më i fundit tregon se mungesa e argininës mund të dobësojë gjithashtu sistemin imunitar. Kur arginina është e pakët, qelizat kanë vështirësi të prodhojnë MHC-1, një proteinë që ndihmon në sinjalizimin e sistemit imunitar për kërcënime të tilla si qelizat e mutuara dhe viruset pushtues.
Arginina mund të rikthejë një sinjal kyç imunitar
Studiuesit zbuluan gjithashtu se një sasi e moderuar arginine, afërsisht e barabartë me sasinë që gjendet në disa tableta pa recetë, mund të rikthejë potencialisht shprehjen e gjeneve të përfshira në prodhimin e MHC-1. Gjetjet u publikuan në revistën Cell.
“Puna jonë zbulon se si mungesa e argininës ndërhyn me sistemin imunitar dhe sugjeron se rritja e marrjes së argininës mund të jetë e dobishme”, thotë autori i parë Qiushuang Wu, studiues postdoktoral në laborator. “Ndoshta kjo do të thotë se ajo mund të përdoret në kombinim me terapi të tjera për të trajtuar si kancerin ashtu edhe infeksionet virale.”
“Suplementimi me argininë mund të testohet lehtësisht te pacientët që marrin imunoterapi ose t’u jepet popullatave me rrezik të lartë të ekspozuara ndaj patogjenëve viralë”, sugjeron Tavazoie. “Duke marrë parasysh se arginina është e lirë dhe lehtësisht e disponueshme, shpresojmë që studimet terapeutike dhe parandaluese të mund të ndërmerren së shpejti.”
Si drejtojnë kodonet prodhimin e proteinave
Aminoacidet zakonisht përshkruhen si blloqet ndërtuese të proteinave. Prodhimi i tyre drejtohet nga kodonet, grupe prej tre bazash të ADN-së që japin udhëzime qelizore për krijimin e aminoacideve individuale. Gjashtë kodone të ndryshme kodojnë argininën, duke theksuar rëndësinë e saj të gjerë në prodhimin e proteinave.
Shkencëtarët tashmë e dinë se ndryshimet në disponueshmërinë e aminoacideve mund të ndikojnë në metabolizmin dhe sinjalizimin qelizor. Shumë më pak kuptohet nëse këto ndryshime mund të ndikojnë drejtpërdrejt në shprehjen e gjeneve.
Për studimin e ri, Wu shqyrtoi nëse ndryshimet në nivelet e argininës të shkaktuara nga dieta ose sëmundjet mund të ndryshonin shprehjen e gjeneve. Puna u mbështet pjesërisht nga Instituti i Fondacionit Stavros Niarchos (SNF) për Kërkime Globale mbi Sëmundjet Infektive në Universitetin Rockefeller dhe Weill Cancer East Hub.
Studiuesit studiuan disa modele sëmundjesh, përfshirë kancerin e zorrës së trashë, gripin dhe SARS-CoV-2. Secila prej këtyre gjendjeve më parë është lidhur me nivele të pazakonta të aminoacideve të ndryshme.
“Një nga modelet më dramatike që u shfaq ishte se arginina ishte aminoacidi më i varfëruar në të gjitha këto sëmundje”, thotë ajo.
Arginina e ulët çrregullon njohjen imunitare
Wu përdori kultura qelizore për të identifikuar gjenet dhe proteinat e ndikuara nga ulja e niveleve të argininës. Ajo zbuloi se 414 proteina ishin të pranishme në nivele jashtëzakonisht të ulëta. Shumica prodhoheshin nga gjene të lidhura me funksionet molekulare të njohura të argininës.
Një rezultat më i papritur përfshinte tre gjene HLA përgjegjëse për prodhimin e proteinave MHC-1 (kompleksi kryesor i histokompatibilitetit të klasës I). Proteinat MHC-1 shfaqen në sipërfaqet e qelizave në të gjithë trupin. Ato paraqesin proteina të huaja ose jonormale te qelizat T, të cilat më pas rekrutojnë qeliza të tjera imunitare për t’iu përgjigjur kërcënimit.
MHC-1 përmban shumë vende ku arginina duhet të përfshihet gjatë prodhimit, ndaj studiuesit dyshuan se mungesa e argininës po ndërhynte në këtë proces. Eksperimentet e mëtejshme zbuluan saktësisht se ku ndërpritej prodhimi.
Kur qelizat u privuan nga arginina, ribozomet, makineritë qelizore që ndërtojnë proteinat, ngecën ndërsa përpiqeshin të prodhonin MHC-1. Pa mjaftueshëm argininë, ato nuk mund ta përfundonin proteinën. Si rezultat, qelizat shfaqnin më pak sinjale të afta për të lajmëruar qelizat T për proteinat që lidhen me kancerin ose viruset. Kjo u lejonte qelizave potencialisht të rrezikshme t’i shpëtonin më lehtë zbulimit nga sistemi imunitar.
“Këto gjetje janë emocionuese sepse zbulojnë se konsumimi i një aminoacidi të caktuar mund të rregullojë drejtpërdrejt shprehjen e gjeneve në një organizëm duke rritur prodhimin e një proteine të pasur me atë aminoacid”, thotë Tavazoie. “Ne besojmë se një rregullim i tillë selektiv i përkthimit të shprehjes së gjeneve përmes manipulimit dietik ka shumë gjasa të shtrihet edhe te shumë proteina dhe aminoacide të tjera.”
Më pak tumore të zorrës së trashë te minjtë
Më pas, Wu testoi se si sasi të ndryshme të argininës në dietë ndikonin te minjtë. Kafshët që ushqeheshin me një dietë të ulët në argininë zhvilluan më shumë tumore të kancerit të zorrës së trashë. Minjtë që morën më shumë argininë zhvilluan më pak tumore të zorrës së trashë.
Duke punuar me Heinz-Heinrich Hoffman, profesor ndihmës kërkimor në Laboratorin e Virologjisë dhe Sëmundjeve Infektive të Charles Rice, Wu përsëriti studimet dietike duke përdorur modele minjsh me grip dhe SARS-CoV-2. Rezultatet ndoqën një model të ngjashëm dhe sollën një tjetër zbulim befasues.
“Jo vetëm që minjtë me një dietë të pasur me argininë kishin simptoma më të lehta nga infeksionet virale, por dhënia e argininës pas infeksionit me grip përmirësoi gjithashtu rezultatet e tyre”, vëren Wu. “Kjo ishte shumë befasuese. Nga modelet tona gjenetike, e dinim se manipulimi i niveleve të argininës kishte një efekt të fortë në shprehjen e gjeneve, por nuk prisnim që manipulimi dietik të kishte ndikim po aq të madh.”
Implikime të mundshme për plakjen dhe sëmundjet
Gjetjet sugjerojnë se ulja e niveleve të argininës mund të ndihmojë në shpjegimin se përse ushqyerja e dobët dhe plakja lidhen me një cenueshmëri më të madhe ndaj disa llojeve të kancerit dhe infeksioneve virale. Nivelet e argininës bien natyrshëm me moshën, duke dobësuar potencialisht aftësinë e sistemit imunitar për të njohur qelizat jonormale ose të infektuara.
“Gjetjet e Qiushuang ndriçojnë se si dieta e dobët dhe plakja gjatë së cilës nivelet e argininës bien natyrshëm mund të krijojnë kushtet ideale për fillimin e kancerit të zorrës së trashë. Në mënyrë të ngjashme, humbja e argininës e lidhur me moshën mund të kontribuojë pjesërisht në vdekshmërinë më të lartë të shkaktuar nga viruset e frymëmarrjes”, thotë Tavazoie. “Ne po hetojmë gjithashtu nëse ndryshimet dietike në aminoacide të tjera kanë efekte të dobishme në një sërë kontekstesh sëmundjesh. Pa dyshim, ka më shumë zbulime për të ardhur.”/ScienceDaily
