Nasz układ odpornościowy doskonale chroni nas przed zarazkami, które nas otaczają - ale każda maszyna ma swoje załamania.
Jeden gen, który chroni organizm przed zaburzeniami autoimmunologicznymi (w których ciało atakuje się), pomaga również potajemnie wprowadzać wirusy, czyniąc je niewykrywalnymi. Ale to, jak zakończy się ta historia, zależy od tego, ile wirusów próbuje się dostać, według nowego badania opublikowanego wczoraj (29 listopada) w czasopiśmie PLOS Biology.
Naukowcy odkryli, że gen ten, zwany deaminazą adenozynową działającą na RNA 1 lub ADAR1, chroni organizm przed dużą ilością wirusa, ale zaprasza go, jeśli tylko niewielka liczba wirusów zapuka do drzwi.
ADAR1 i białko, które koduje, chroni organizm przed atakiem poprzez znalezienie i rozpakowanie dwuniciowego RNA, genetycznego krewnego DNA, w pojedyncze nici. RNA może występować zarówno w postaci jednoniciowej, jak i dwuniciowej i odgrywa wiele ról w ciele.
Nie jest jasne, dlaczego dwuniciowy RNA przede wszystkim aktywuje układ odpornościowy, ale może wrócić do początków bardzo wczesnego życia na naszej planecie, powiedział starszy autor Roberto Cattaneo, profesor biochemii i biologii molekularnej w Mayo Clinic w Rochester, Minnesota.
Jedna z teorii głosi, że prymitywne komórki trzymały RNA jedynie jako materiał genetyczny. W końcu jednak komórki zaczęły używać DNA, podczas gdy wirusy zaczęły głównie kodować informację genetyczną w RNA. (Nie wszystkie wirusy przechowują informacje genetyczne w RNA, niektóre przechowują je w DNA.) Tak więc „komórki zaczęły budować wrodzony układ odpornościowy, aby bronić się przed rozpoznaniem dwuniciowego RNA jako intruza”, powiedział Cattaneo Live Live.
Gdy gen ADAR1 jest wadliwy, nie może on przekształcić dwuniciowego RNA wytwarzanego przez organizm w jednoniciowy RNA. Nietknięte dwuniciowe następnie aktywują układ odpornościowy i mogą prowadzić do zaburzenia autoimmunologicznego, które dotyka niemowlęta, zwanego zespołem Aicardi-Goutiéres. To poważne zaburzenie powoduje problemy w mózgu, układzie odpornościowym i skórze, zgodnie z National Institute of Health. Ale „pacjenci z wadą tego białka… w rzeczywistości całkiem dobrze zwalczają wirusy”, powiedział Cattaneo.
Zespół wykorzystał potężne narzędzie do edycji genów CRISPR-CAS9, aby usunąć ADAR1 w ludzkich komórkach w laboratorium, pozostawiając nienaruszone inne komórki. Następnie zainfekowali komórki działającym genem lub genem usuniętym różnymi ilościami wirusa odry. (Wirus odry przechowuje informacje genetyczne w RNA zamiast w DNA. I chociaż wirus zwykle wytwarza jednoniciowy RNA, może również popełniać błędy i tworzyć kopie dwuniciowe.) Zespół zaraził również komórki zmutowaną odrą wirus, który nosił więcej dwuniciowego RNA i obserwował, co się stało.
Znaleziono w komórkach bez ADAR1, nawet niewielka ilość dwuniciowego wirusowego RNA aktywowała układ odpornościowy. Komórki z działającym ADAR1 edytowały dwuniciowy RNA, zgodnie z oczekiwaniami. W komórkach tych ustalono, że próg aktywacji dzwonów alarmowych układu odpornościowego wynosi około 1000 urywków dwuniciowego wirusowego RNA. Więcej niż to, a układ odpornościowy zauważa wirusa.
Hachung Chung, doktor habilitowany na Rockefeller University w Nowym Jorku, który nie był zaangażowany w badania, powiedział, że ważne jest, aby dowiedzieć się teraz, jakie mechanizmy wykorzystują różne formy genu ADAR1 do transformacji dwuniciowego DNA wirusa.
Odra nie jest jedynym wirusem, który może przejąć kontrolę nad układem odpornościowym, a Cattaneo powiedział, że ma nadzieję ustalić progi aktywacji dla innych wirusów, takich jak wirus żółtej gorączki i wirus Chikungunya (oba rozprzestrzeniają się przez komary). Cattaneo powiedział, że modyfikacja progu może potencjalnie prowadzić do opcji leczenia przeciwwirusowego.
