Cercetătorii asmericani de la Universitatea din Buffalo (UB) au descoperit că forma activă a unei gene promovează o gamă largă de trăsături de protecţie a organismului. Gena se regăseşte la 75% din populaţie şi este cunoscută pentru că protejează împotriva neurodegenerării. Acum, cercetătorii de la UB au descoperit că aceeaşi genă îmbunătăţeşte şi funcţia imunitară.
CHRFAM7A este o genă exclusiv umană care a apărut după ce oamenii s-au desprins de un strămoş comun cu cimpanzeii în urmă cu milioane de ani.
Gena a fost implicată şi studiată în tulburările neuropsihiatrice. Cercetări anterioare ale echipei UB au identificat modul în care gena este protectoare împotriva tulburărilor de memorie, cum ar fi boala Alzheimer, dar rolul său în funcţia imunitară nu a fost cunoscut până acum.
Autorul corespondent al studiului, dr. Kinga Szigeti, profesor de neurologie în cadrul Şcolii Jacobs de Medicină şi Ştiinţe Biomedicale de la UB şi medic la UBMD Neurologie, spune că echipa nu a fost ănsă surprinsă să descopere că gena are o funcţie de îmbunătăţire a imunităţii.
Avantaj imunitar
„Ne-am gândit întotdeauna la faptul că această mutaţie este îmbogăţită în populaţia umană - ceea ce înseamnă că, din moment ce a ajutat oamenii să supravieţuiască, tot mai mulţi devenind purtători - a indicat faptul că aceasta ar oferi un avantaj imunitar”, spune ea.
Bazat pe cercetările anterioare ale echipei, recentul studiu dezvăluie modul în care gena face acest lucru.
Anul trecut, echipa UB a publicat un studiu care arată că forma activă a genei CHRFAM7A permite celulelor creierului să fie mai flexibile. Lucrarea a arătat că acest lucru are loc prin activarea citoscheletului de actină, care asigură suportul structural al celulelor, permiţând celulelor cerebrale să fie mai rezistente. Această proprietate oferă protecţie împotriva bolilor neurodegenerative, cum ar fi boala Alzheimer.
Acum, echipa a descoperit că activarea citoscheletului de actină de către aceeaşi genă îmbunătăţeşte, de asemenea, funcţia imunitară.
„Cercetarea noastră arată că, pe măsură ce celulele umane şi citoscheletul lor au evoluat, au dobândit o nouă funcţie, permiţându-le un acces mai uşor pentru a lupta împotriva surselor de infecţie din organism”, spune dr. Szigeti.
Medicul explică faptul că gena CHRFAM7A modifică semnalizarea calciului în celulă, care este cel mai vechi sistem de transmitere a semnalelor (adică sistemul de comunicare) al celulei.
„Această modificare a semnalizării duce la o schimbare în modul în care este organizată actina, producând celule care sunt mai rezistente în exterior, creând un scut mai puternic şi mai bun, care se numeşte lamellipodia”, explică medicul.
Celulele CHRFAM7A au un avantaj imunitar suplimentar
„Sistemul imunitar are nevoie de un drum pentru a pătrunde în ţesutul infectat”, adaugă ea, „iar celulele CHRFAM7A au dezvoltat un nou mecanism: Ele pot tăia prin matricea extracelulară, sau ţesătura organelor, şi pot ajunge în locuri care au o vascularizare limitată sau care au fost compromise de boală.”
Deoarece acest avantaj permite celulelor sistemului imunitar să pătrundă mai eficient în ţesutul infectat, infecţia poate fi controlată mai devreme, lăsând bacteriei sau virusului timp limitat pentru a se replica, continuă ea.
Datorită impactului genei asupra semnalizării calciului, care este un motor cheie al numeroaselor procese biologice fundamentale, inclusiv al metabolismului celular, este probabil că aceasta afectează şi multe alte procese biologice şi patologice.
Genele exclusiv umane înzestrează oamenii cu trăsături specifice. Dr. Szigeti remarcă faptul că modelele animale tradiţionale de boli, care nu au aceste gene, nu pot, prin urmare, să reflecte cu exactitate modul în care unele medicamente vor funcţiona la oameni.
„Până în prezent, este clar că forma activă a genei CHRFAM7A oferă protecţie împotriva mai multor afecţiuni”, spune dr. Szigeti. „Această cercetare ar putea duce la identificarea unor noi ţinte medicamentoase importante”, adaugă ea.
Pentru a face studiul actual, echipa a folosit celule stem pluripotente care au mutaţia prin inginerie genetică.
„Am folosit celule umane care pot fi diferenţiate în primii respondenţi ai sistemului imunitar (monocite) şi am testat modul în care acestea pot intra în substraturi proiectate care modelează rigiditatea ţesuturilor umane în condiţii de sănătate şi boală”, spune medicul.
Până în prezent, gena a fost implicată în răspunsul inflamator sistemic, în boala inflamatorie intestinală (BII), în furtuna de citokine asociată cu Covid, în tulburările neurocognitive asociate cu HIV, în osteoartrită şi în metastazele cancerului.
Noile descoperiri au fost publicate recent în revista eBioMedicine.
Echipa UB testează în prezent rolul genei în creierul uman, în BII şi în metastazele cancerului.
Foto articol: Imagine la microscop a unei celule macrofage (un tip de globule albe din sistemul imunitar) diferenţiată din celule stem pluripotente induse arată că gena specifică umană CHRFAM7A rearanjează citoscheletul de actină (verde). Credit: Universitatea din Buffalo, aprilie 2024.
