Choroby autoimmunologiczne; kiedy ciało traci kontrolę nad uśpionym DNA wirusowym

Spora część ludzkiego DNA ma pochodzenie wirusowe. W pewnych warunkach te nasze powirusowe elementy genetyczne stają się nadaktywne, co prowadzić może do chorób autoimmunologicznych. Taki wniosek płynie z najnowszych badań międzynarodowego zespołu naukowców z udziałem Polki, Magdaleny Madej.

- To odkrycie pomaga nam lepiej zrozumieć, dlaczego u niektórych osób układ odpornościowy zaczyna atakować własne ciało. Mam nadzieję, że w przyszłości te wyniki mogą ułatwić diagnozę oraz otworzyć drogę do badań nad terapiami RNA w chorobach autoimmunologicznych - powiedziała w rozmowie z PAP Magdalena Madej, doktorantka z Uniwersytetu w Lund, pierwsza autorka pracy z „Cell Reports”.

Wirusy, aby się namnażać, potrzebują komórek gospodarza. Muszą wpiąć swoje geny w DNA np. bakterii, zwierzęcia, rośliny, grzyba. Geny te namnażane są więc przez maszynerię komórkową gospodarza. Czasem te obce fragmenty DNA zapisują się trwale w genomie i są przekazywane z pokolenia na pokolenie.

Dziś wiadomo, że ponad 40 proc. ludzkiego DNA stanowią tzw. mobilne elementy genetyczne, w tym endogenne retrowirusy i retrotranspozony, z których wiele ma właśnie pochodzenie wirusowe. To pozostałości po dawnych infekcjach sprzed milionów lat, które wbudowały się w nasz genom i były dziedziczone. Niektóre z tych elementów genetycznych zostały „przyswojone” przez organizm i pełnią użyteczne funkcje, inne są neutralne, ale są też takie, które mogą szkodzić – np. uszkadzać aktywne geny lub prowokować odpowiedź immunologiczną.

Nowe badania z „Cell Reports”, potwierdzają, że organizm ma swoje sposoby, żeby regulować aktywację tych wirusowych fragmentów. Jeśli zaś coś w tym mechanizmie pójdzie nie tak, rozwinąć się mogą niektóre choroby autoimmunologiczne.

I tak badacze opisali działanie enzymu PUS10, który działa trochę jak strażnik, który pilnuje porządku wśród genów pochodzenia wirusowego.

- Kiedy tego enzymu brakuje, dawne powirusowe sekwencje zaczynają się uaktywniać, a układ odpornościowy interpretuje to jako atak z zewnątrz – powiedziała doktorantka.

Znane od lat enzymy z grupy PUS regulują wiele procesów komórkowych, takich jak produkcja białek czy alternatywne składanie RNA. W przypadku PUS10, którego dotyczy nowe badanie, kluczowa okazała się funkcja regulacyjna niezależna od jego aktywności enzymatycznej.

Badacze pokazali, że nieprawidłowe działanie enzymu PUS10 ma związek z występowaniem tocznia (choroba autoimmunologiczna, jednym z objawów bywa rumień w kształcie motyla na twarzy) i nieswoistego zapalenia jelita grubego (np. choroba Leśniowskiego-Crohna).

- Aby lepiej zbadać rolę PUS10 w nieswoistym zapaleniu jelita grubego in vivo, porównaliśmy podatność na zapalenie jelita grubego (wywołane przez pewien związek - DSS) u myszy typu dzikiego i pozbawionych PUS10. Wyniki pokazały, że brak PUS10 prowadzi do nasilenia stanu zapalnego, podczas gdy u myszy typu dzikiego takie objawy były minimalne - opisuje badaczka.

Jak zaznacza, to wskazuje, że PUS10 odgrywa istotną rolę w regulacji odpowiedzi zapalnej w jelicie. Przewlekłe zapalenie jelita grubego, takie jak w nieswoistych zapaleniach jelit, jest znanym czynnikiem ryzyka rozwoju raka jelita grubego, co podkreśla znaczenie zrozumienia roli PUS10 w kontroli procesów zapalnych.

Badacze sprawdzali też, które geny są rozregulowane, kiedy PUS10 w organizmie nie działa. Okazało się, że u osób z toczniem taka genetyczna sygnatura wygląda podobnie. Enzym ten może więc mieć wpływ na rozwój tej choroby.

- Rolę enzymu PUS10, którą opisaliśmy, można porównać do roli strażnika, który broni komórek, by wirusowe echa z przeszłości nie budziły niepotrzebnego alarmu - opisuje dr Madej.

Choć sekwencje genetyczne wirusowego pochodzenia są „nasze”, bo zakodowane w DNA, ich niekontrolowana aktywność przypomina organizmowi infekcję wirusową. Układ odpornościowy, nie rozpoznając sytuacji, zaczyna atakować własne komórki – co prowadzi do autoagresji. Ten mechanizm jest już znany z wcześniejszych publikacji naukowych. Teraz badania pokazały kolejny molekularny mechanizm związany z aktywacją powirusowych sekwencji; wykazały też, jak prowadzić to może w komórkach organizmu do autoagresji.

Ludwika Tomala (PAP)

Nauka w Polsce

lt/ bar/ jpn/

Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.