Diablo tkwi w szczegółach

Każdy z nas jest żyjącą galaktyką miliardów różnych komórek, z których każda może dokonać samozniszczenia w ciągu kilku godzin. W tym mikroświecie mamy więc specjalistów od dostarczania wyroków śmierci i ekspertów od wykonywania egzekucji. Nie było jednak wiadomo, dlaczego na zagładę jednych komórek nasz układ obronny (immunologiczny) reaguje alertem, gorączką, stanem zapalnym, a zniszczenie innych przyjmuje obojętnie. Nina Bhardwaj, profesor badań klinicznych z Uniwersytetu Rockefellera w Nowym Jorku, odkryła, co działa na komórki obronne jak czerwona płachta na byka, podrywając je do ataku.

Śmierć w roli rzeźbiarza
Od lat 60. wiadomo, że wszystkie komórki mają genetycznie zaprogramowaną zdolność do popełnienia samobójstwa. Bez tej właściwości ciało embrionu nie mogłoby przybrać właściwego kształtu. "To śmierć komórek rzeźbi nasze ramiona i nogi, naszą dłoń, która początkowo ma formę rękawiczki z jednym tylko palcem. Tkanki między palcami w pewnym momencie dostają sygnał popełnienia samobójstwa, dzięki czemu każdy palec może się poruszać osobno. To śmierć komórek ułatwia też przekształcanie larwy w motyla i kijanki w żabę" - pisze Jean Claude Ameisen, francuski lekarz immunolog, w książce "La sculpture du vivant".

Altruizm i wypadki komórek
Poprzez usuwanie niepotrzebnych komórek powstaje też sieć neuronów
w mózgu. Komórki, które nie zdołały nawiązać łączności z innymi i nie wysyłają do nich sygnałów, są skazywane na samozagładę. Taką właśnie śmierć samobójczą nazwano apoptozą. Jest ona warunkiem harmonijnego rozwoju organizmu. Określa się ją czasem mianem altruistycznej, bo następuje dla dobra innych. Komórki umierają również na skutek nieszczęśliwego wypadku: uszkodzone przez zbyt wysoką temperaturę, silną truciznę lub nagłe niedotlenienie czy zgniecione mechanicznie. Ten drugi rodzaj śmierci nosi nazwę martwicy.
Nasze komórki obronne doskonale rozróżniają te dwa rodzaje śmierci i odmiennie na nie reagują. Biolodzy i lekarze długo nie mogli odkryć, skąd układ immunologiczny wie, z jakiego powodu zginęła komórka.

Od wyroku do egzekucji
Najpierw szukano wykonawcy wyroku. Niedawno odkryto, że w wypadku śmierci zaprogramowanej, czyli apoptozy, rolę kata odgrywają kaspazy. Są to enzymy z chirurgiczną precyzją niszczące komórkę skazaną na śmierć. Bezlitośnie tną jej białka na kawałki. Niedawno natrafiono na innego jeszcze sprzymierzeńca kata. Jest nim białko o dającej do myślenia nazwie Diablo. Wiąże się ono z cząsteczkami kaspaz i razem kierują komórkę na szlak śmierci. Przy okazji sprawdzono, że sztucznie skonstruowany peptyd, złożony tylko z kilku części białka Diablo, również pobudza kaspazy do niszczenia komórek. To wręcz przełomowe odkrycie w medycynie. Leki uruchamiające program samozagłady w komórkach nowotworowych mogą zrewolucjonizować onkologię.
Komórka może też sama uruchomić śmiercionośny atak kaspaz i białka Diablo, na przykład gdy został uszkodzony jej materiał genetyczny. Wybiera wtedy samozagładę, by nie dopuścić do powstania niebezpiecznej mutacji DNA. Wytwarza w tym celu wiele cząsteczek białka p53, zwanego strażnikiem genomu, które włącza sygnał śmierci. Komórki nowotworowe mnożą się bez opamiętania m.in. dlatego, że udało im się zniszczyć "strażnika genomu" i uniknąć w ten sposób rozkazu popełnienia samobójstwa.

Atak limfocytów
Także limfocyty, żołnierze układu odpornościowego, niszczą podejrzane komórki, na przykład zakażone wirusami lub nowotworowe. Wydzielają w tym celu porfirynę - białko, które jak kula karabinowa dziurawi błonę atakowanej komórki i doprowadza do jej śmierci, zwanej martwiczą. Komórka pęka, a jej zawartość wylewa się na zewnątrz. Armia limfocytów i tzw. makrofagów likwiduje resztki, pożerając je i produkując substancje o silnym działaniu zapalnym. Ich celem jest zniszczenie ewentualnych wirusów czy bakterii znajdujących się w sąsiedztwie zabitych komórek.
Niedokładne oczyszczenie pola walki również może prowadzić do chorób. Resztki pociętych białek i DNA ze zniszczonej komórki bywają mylnie rozpoznawane przez układ obronny jako obce i stają się przedmiotem autoagresji. Taką genezę ma na przykład reumatoidalne zapalenie stawów.

Krajobraz po bitwie
Jak nasz układ odpornościowy odpowiedzialny za usuwanie "trupów" odróżnia resztki komórek, które popełniły zaprogramowane samobójstwo, od zniszczonych przez limfocyty? Dlaczego śmierć pierwszych przyjmuje spokojnie, a do zniszczenia drugich dodaje jeszcze proces zapalny? Prof. Nina Bhardwaj i jej grupa przekonali się, że reakcja poszczególnych grup komórek obronnych jest bardzo złożona. Najpierw jedne z nich, zwane dendrytycznymi, chwytają resztki komórek nowotworowych, a także tych, które popełniły samobójstwo lub zostały zniszczone w wyniku infekcji wirusami, i pokazują je na własnej powierzchni limfocytom T, zwanym zabójcami. Jak stwierdzili badacze, tylko komórki zniszczone przez martwicę wytwarzają białko, które alarmuje zabójców. W resztkach tych komórek mogą być bowiem fragmenty wirusów, kawałki DNA z nowotworów lub inne niebezpieczne cząstki. Komórki, które zmarły w wyniku apoptozy, nie stanowią natomiast żadnego zagrożenia dla innych. Proces zapalny nie jest więc potrzebny.

Ucieczka z drogi śmierci
Biolodzy z Uniwersytetu Wiedeńskiego stworzyli hodowlę komórek, z których wiele popełnia samobójstwo, gdy się je pozbawi jednego z czynników wzrostu. Wiedeńczycy zauważyli jednak, że po dodaniu tego czynnika do hodowli z komórkami dzieje się coś dziwnego. Zawracają z drogi śmierci. Naprawiają uszkodzenia już spowodowane przez enzym, który miał je pociąć na kawałki, i żyją dalej. To odkrycie może się okazać cenne dla medycyny. W wielu chorobach, takich jak AIDS, zawał serca czy wylew krwi do 
mózgu, dochodzi do masowych, a nie zawsze koniecznych, samobójstw komórek. Skuteczna reanimacja komórek skazanych pospiesznie na samozagładę przez nadmiernie czujny układ obronny byłaby ratunkiem dla wielu chorych.