Plakofilina 1 reguluje odporność wrodzoną keratynocytów – nowa funkcja białka skóry

Plakofilina 1 (PKP1), białko znane przede wszystkim z udziału w utrzymaniu integralności bariery skórnej, pełni również funkcję regulatora odporności wrodzonej w keratynocytach. Naukowcy z Universitätsmedizin Halle wykazali w badaniach komórkowych, że PKP1 ogranicza aktywację odpowiedzi immunologicznej, wiążąc białka uczestniczące w jej uruchamianiu. Po pojawieniu się sygnału zagrożenia mechanizm ten zostaje zniesiony, co umożliwia komórkom rozpoczęcie reakcji obronnej.

W artykule:

• Jaką nową funkcję plakofiliny 1 odkryli badacze?
• Dlaczego zaburzenia PKP1 mogą wiązać się nie tylko z kruchością skóry?
• Jak przeprowadzono doświadczenia na keratynocytach?
• Jak PKP1 oddziałuje z helikazami RNA?
• Co dzieje się po rozpoznaniu dwuniciowego RNA?
• Jakie znaczenie odkrycie może mieć dla dalszych badań nad chorobami zapalnymi skóry?

Plakofilina 1 nie tylko stabilizuje barierę skórną

Plakofilina 1 (PKP1) jest znana przede wszystkim jako białko uczestniczące w utrzymywaniu połączeń między komórkami skóry i prawidłowej funkcji bariery skórnej. Badacze z Universitätsmedizin Halle wykazali jednak, że zakres działania PKP1 jest szerszy. Białko to wpływa również na odpowiedź immunologiczną keratynocytów, ograniczając jej aktywację w warunkach, w których komórka nie otrzymuje sygnału zagrożenia.

Odkrycie opisano w badaniu opublikowanym w czasopiśmie naukowym Cellular & Molecular Immunology.

Jak wskazują badacze, u osób, u których PKP1 wskutek zmian genetycznych nie funkcjonuje prawidłowo, występuje kruchość skóry. Jednocześnie obserwowana jest skłonność do stanów zapalnych. Zaburzenie właściwości mechanicznych skóry można było powiązać z dotychczas znaną rolą PKP1, jednak współwystępowanie zmian zapalnych wymagało dodatkowego wyjaśnienia.

To właśnie ten problem stał się przedmiotem badań zespołu z Institut für Molekulare Medizin der Universitätsmedizin Halle.

Badania na keratynocytach

Aby ustalić, czy PKP1 bezpośrednio wpływa na reakcję zapalną, naukowcy prowadzili doświadczenia na keratynocytach, czyli komórkach stanowiących zasadniczą część najbardziej zewnętrznej warstwy skóry.

W warunkach laboratoryjnych porównano dwie hodowle komórkowe. W jednej z nich wyłączono gen PKP1, natomiast w drugiej komórki nadal wytwarzały plakofilinę 1.

Następnie keratynocyty poddawano działaniu promieniowania ultrafioletowego oraz substancji naśladującej zakażenie wirusowe. Badacze oceniali, jak intensywna była odpowiedź zapalna komórek na zastosowane bodźce.

W komórkach pozbawionych PKP1 naukowcy ponownie odtworzyli następnie obecność tego białka i jeszcze raz ocenili reakcję na bodźce. Pozwoliło to dokładniej przeanalizować, jaki wpływ na obserwowane zjawisko ma właśnie plakofilina 1.

Brak PKP1 nasilał reakcję komórek

Wyniki eksperymentów wskazały, że prawidłowo funkcjonująca PKP1 ogranicza odpowiedź obronną keratynocytów. Komórki pozbawione tego białka reagowały na zastosowane bodźce wyraźnie silniej.

Zespół badawczy opisał także mechanizm molekularny odpowiedzialny za to zjawisko. PKP1 wiąże określone białka należące do helikaz RNA, które uczestniczą w aktywacji odpowiedzi immunologicznej.

Dopóki komórka nie rozpoznaje sygnału zagrożenia, plakofilina 1 zatrzymuje te białka i ogranicza możliwość uruchomienia odpowiedzi obronnej. W ten sposób PKP1 pełni funkcję mechanizmu hamującego nadmierną aktywację odporności wrodzonej.

Dwuniciowe RNA zwalnia mechanizm hamujący

Sytuacja zmienia się, gdy komórka rozpozna sygnał potencjalnego zagrożenia. Przykładem jest dwuniciowe RNA (dsRNA), które może stanowić sygnał ostrzegawczy związany z zakażeniem wirusowym.

Po rozpoznaniu takiego sygnału PKP1 ulega degradacji. Wiązane wcześniej przez plakofilinę 1 helikazy RNA zostają wówczas uwolnione i mogą uczestniczyć w uruchomieniu odpowiedzi obronnej komórki.

Oznacza to, że PKP1 nie blokuje odpowiedzi immunologicznej w sposób trwały. Mechanizm działa raczej jako kontrolowane zabezpieczenie, które utrzymuje reakcję immunologiczną w stanie zahamowania do momentu pojawienia się bodźca wskazującego na zagrożenie.

Dlaczego kontrolowanie odpowiedzi zapalnej jest istotne?

Reakcja zapalna w przebiegu zakażenia jest fizjologicznym elementem obrony organizmu. Pomaga zwalczać patogeny i inicjować procesy prowadzące do naprawy uszkodzonych tkanek. Jednocześnie reakcja ta musi pozostawać pod kontrolą, ponieważ jej nadmierna lub długotrwała aktywacja może prowadzić do uszkodzenia zdrowych tkanek.

Uzyskane wyniki mogą pomóc wyjaśnić, dlaczego niedobór prawidłowo funkcjonującej PKP1 wiąże się nie tylko z zaburzeniami mechanicznej stabilności skóry, lecz także z przewlekłymi procesami zapalnymi.

Badacze zamierzają obecnie analizować, jaką rolę opisany mechanizm pełni w zapalnych chorobach skóry. Według autorów nowe wyniki mogą przyczynić się do lepszego zrozumienia procesów prowadzących do utraty równowagi odpowiedzi immunologicznej w skórze.

Autorzy i publikacja

Pierwszym autorem publikacji jest Dr. René Keil, pracownik naukowy Institut für Molekulare Medizin der Universitätsmedizin Halle. Autorami pracy są René Keil, D. Misiak, S. Hüttelmaier, F. Tellkamp, M. Krüger oraz M. Hatzfeld.

Badanie opublikowano w czasopiśmie Cellular & Molecular Immunology pod tytułem Plakophilin 1 suppresses keratinocyte innate immune responses through DExD/H helicases.

Publikacja naukowa: Keil R, Misiak D, Hüttelmaier S, Tellkamp F, Krüger M, Hatzfeld M. Plakophilin 1 suppresses keratinocyte innate immune responses through DExD/H helicases. Cellular & Molecular Immunology. 2026.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41423-026-01462-3