სამეცნიერო ჟურნალ Nature Communications-ში გამოქვეყნდა ახალი კვლევა, რომელიც ორგანიზმში რკინის ჰომეოსტაზსა და მაკროფაგების ფუნქციონირების რთულ მექანიზმებს ხსნის — აღსანიშნავია, რომ ნაშრომის ავტორებს შორის ქართველი მკვლევრებიც არიან.
კვლევის თანახელმძღვანელი გერმანიაში მოღვაწე ქართველი მეცნიერი ჯაბა გამრეკელაშვილია, ხოლო ერთ-ერთი თანაავტორი — ჰანოვერის სამედიცინო სკოლის ნეფროლოგიისა და ჰიპერტენზიის დეპარტამენტის სისხლძარღვთა მედიცინის კვლევითი ცენტრის მკვლევარი, თამარ კაპანაძე.
საგულისხმოა, რომ სამეცნიერო ნაშრომმა უკვე მოიპოვა აღიარება. როგორც ჯაბა გამრეკელაშვილი სოციალურ ქსელში წერს, ჰანოვერის ბიოსამედიცინო კვლევების სკოლის (HBRS) წლევანდელი ჯილდო საუკეთესო ნაშრომისა და საუკეთესო პუბლიკაციისათვის სწორედ ამ სტატიის პირველ ავტორს, ნიკოლ შროთს გადაეცა.
გთავაზობთ აღნიშნული ნაშრომის რეზიუმეს, რომელიც თავად კვლევის თანახელმძღვანელმა, ჯაბა გამრეკელაშვილმა მოამზადა:
კანონიკური Notch2-სასიგნალო სისტემა არეგულირებს რკინის გადამამუშავებელი მაკროფაგების ჩამოყალიბებას და ფუნქციას და რკინის ჰომეოსტაზს
სისხლის ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი ფუნქციაა ჟანგბადისა და ნახშირორჟანგის ტრანსპორტი, რაშიც მთავარ როლს თამაშობენ სისხლის წითელი უჯრედები- ერითროციტები. ღეროვანი უჯრედებიდან ერითროციტების წარმოქმნა, ანუ ერითროპოეზი, მიმდინარეობს ძვლის ტვინში, ხოლო დაბერებული/დაზიანებული ერითროციტების სისხლიდან მოშორება და დაშლა ხორციელდება ღვიძლსა და ელენთაში.
ამ პროცესების ნორმალური ფუნქციონირებისათვის მნიშვნელოვანია რკინის მეტაბოლიზმის რეგულირება: ახალწარმოქმნილ ერითროციტებში საჭიროა ჰემოგლობინის სინთეზი და მის შემადგენლობაში რკინის ჩართვა, ხოლო დაზიანებული ერითროციტების მოშორების პროცესში-გამოთავისუფლებული ჰემოგლობინის დაშლა, რკინის იონების სეკვესტრაცია, დეპონირება და ძვლის ტვინის ერითროპოეზის კერებში მიტანა.
ერითროპოეზის რეგულაციაზე, დაბერებული ერითროციტების მოშორებაზე, ჰემოგლობინის დაშლასა და რკინის მეტაბოლიზმზე პასუხისმგებელია ელენთის წითელი პულპის და ძვლის ტვინის სპეციალური მაკროფაგები (Red Pulp Macrophages (RPM) და Bone Marrow Macrophages, (BMM)), რომელთაც მეორენაირად, რკინის გადამამუშავებელ მაკროფაგებს (Iron-recycling Macrophages, IRM) უწოდებენ. ნორმაში ელენთის წითელი პულპის მაკროფაგები შთანთქავენ დაზიანებული და „დაბერებული“ ერითროციტებიდან გამოთავისუფლებულ ჰემოგლობინს, შლიან მას, გამოთავისუფლებულ რკინას კი ინახავენ სპეციალურ ცილასთან-ფერიტინთან დაკავშირებული სახით, ან/და რკინის სატრანსპორტო ცილასთან-ტრანსფერინთან დაკავშირების შემდეგ „აგზავნიან“ ძვლის ტვინში, სადაც უკვე ძვლის ტვინის მაკროფაგების დახმარებით ხდება ამ რკინის დამატებითი მეტაბოლიზმი, მისი ჩართვა ჰემოგლობინში და „ჩაწყობა“ ახალწარმოქმნილ ერითროციტებში.
რკინის გადამამუშავებელი მაკროფაგების (IRM) ჩამოყალიბება, შენარჩუნება და ფუნქციონირება კონტროლდება სხვადასხვა სასიგნალო სისტემების მეშვეობით, რომელთაგან ერთ-ერთი მნიშვნელოვანია კანონიკური Notch2-სასიგნალო გზა. ჩვენ ვაჩვენეთ, რომ მაკროფაგების წინამორბედ უჯრედებში Notch2-სასიგნალო გზის დეფექტის შემთხვევაში, სპეციალურ მუტანტ თაგვებში ელენთის წითელი პულპის და ძვლის ტვინის მაკროფაგები არ ყალიბდებიან ან/და არ ნარჩუნდებიან. Notch2-მუტანტი თაგვების ელენთაში მცირე რაოდენობით შემორჩენილ წითელი პულპის მაკროფაგებს კი ახასიათებთ ჰემოგლობინის მეტაბოლიზმის მარეგულირებელი გენების (Spic, Hmox, Slc40a1, Pparg, Cd163) დაბალი ექსპრესია. RPM და BMM-ის დეფექტი იწვევს ადგილობრივად რკინის მეტაბოლიზმის დარღვევას და ძვლის ტვინსა და ელენთაში რკინის ჩანართების (ჰემოსიდერინის სახით) გაჩენას. ელენთაში ასევე ვითარდება მიკროსტრუქტურული ცვლილებები: 1. თეთრი პულპის მარგინალური ზონის მეტალოფილური მაკროფაგები (Marginal Metallophilic Macrophages, MMM) მიგრირებენ ელენთის წითელ პულპაში, სადაც ისინი ცდილობენ RPM დეფექტის კომპენსირებას და რკინის ჩანართების მოშორებას; 2. ერითროციტების წარმოშობის ნორმალური პროცესი ირღვევა და ერითროპოეზი ინაცვლებს ძვლის ტვინიდან ელენთაში (ე.წ. ექსტრამედულური ერითროპოეზი). წითელ პულპაში ყალიბდება ერითრობლასტური კუნძულები (Erythroblastic Islands, EBI) და ვითარდება სპლენომეგალია (ელენთის გადიდება). Notch2-მუტირებული ახალდაბადებული თაგვების მუცლის ღრუში ველური (Notch2-კომპეტენტური) თაგვების ძვლის ტვინის ან ემბრიონული ღვიძლის ღეროვანი უჯრედების გადანერგვის შედეგად მათ ელენთასა და ძვლის ტვინში აღდგება მაკროფაგების პოპულაციები, წესრიგდება ელენთის მიკროსტრუქტურა, სწორდება ერითროპოეზის დეფექტი და ქრება რკინის დეპოზიტები.
სურათი 1: Notch2 სასიგნალო გზის როლი რკინის გადამამუშავებელი მაკროფაგების ჩამოყალიბებაში, ფუნქციონირებასა, რკინის მეტაბოლიზმსა და ერითროპოეზში. სურათზე, მარცხნივ გამოსახულია ველურ (Notch2 present), ხოლო მარჯვნივ Notch2-დეფექტურ (Notch2 absent) თაგვებში მიმდინარე პროცესების აღმწერი შემაჯამებელი სქემა.
RPM – ელენთის წითელი პულპის მაკროფაგები (Red Pulp Macrophages)
BMM – ძვლის ტვინის მაკროფაგები (Bone Marrow Macrophages)
MMM – მარგინალური ზონის მეტალოფილური მაკროფაგები (Marginal Metallophilic Macrophages)
EBI – ერითრობლასტური კუნძულები (Erythroblastic Islands)
Canonical Notch2 signaling regulates development and maintenance of iron-recycling macrophages and iron homeostasis
Schroth et al.
PMID: 42778571
DOI: 10.1038/s41467-026-77938-7
https://www.nature.com/articles/s41467-026-77938-7
ავტორი: ჯაბა გამრეკელაშვილი — ჰანოვერის სამედიცინო სკოლის ნეფროლოგიისა და ჰიპერტენზიის დეპარტამენტის სისხლძარღვთა მედიცინის კვლევითი ცენტრის მეცნიერი.
