Imunitatea: cât de importantă este genetica

Oamenii de știință de la Institutul de Bioinginerie al EPFL au publicat două lucrări în Genom Biology care fac un progres semnificativ în descoperirea mecanismelor prin care genetica influențează capacitatea unui organism de a monta o reacție imună la un agent patogen invadator. Cercetarea a fost realizată de Michael Frochaux și Maroun Bou Sleiman de la grupul de cercetare al lui Bart Deplancke la EPFL.

Din cauza unor motive etice evidente, acest fenomen este dificil de studiat la om. Așadar, oamenii de știință s-au orientat către musculița de oțet, denumită Drosophila melanogaster, deoarece are multe dintre căile biologice implicate în combaterea infecțiilor intestinale precum cele umane.

Infecția intestinală, modificări 

Oamenii de știință au studiat un panou mare cu grupe de musculițe distincte din punct de vedere genetic, care variază foarte mult în capacitatea lor de a rezista la infecțiile intestinale de Pseudomonas entomophila. Pentru a înțelege mai bine originea moleculară a acestei variații, cercetătorii au izolat intestinele infectate de la fiecare grupă de musculițe și le-au explorat, folosind o gamă largă de abordări omice (care se referă la platforme tehnologice inovatoare precum genetica, genomica, proteomica și metabolomica. Aceste tehnici dezvoltate recent ne oferă capacitatea de a detecta și identifica multe molecule diferite, inclusiv milioane de părți de molecule, care sunt prezente și exprimate în organism).

În prima lucrare, cercetătorii arată că infecția intestinală schimbă capetele ARN-ului, ceea ce afectează producția de ARN mesager (ARNm), o moleculă crucială în calea de la genă la proteină. Mai exact, infecția pare să prelungească un capăt al mai multor ARNm.

„Este ca și cum organismul intenționează să adauge mai multe informații în aceste ARNm, care ar putea fi apoi exploatate pentru a ajusta în continuare răspunsul imunitar global al intestinului”, spune Deplancke. Modificarea lungimii ARNm pare a fi mediată printr-o proteină numită Lark, care leagă ARN pentru a forma un complex implicat în expresia genelor. Atunci când această capacitate de complexare este pierdută, muștele fructelor au fost mai puțin capabile să se recupereze după o infecție intestinală severă, demonstrând clar importanța acestui proces în imunitatea intestinului.

Modificări genetice 

A doua lucrare raportează descoperirea unui număr de variante genetice care modifică nivelurile de exprimare a genelor în intestin în urma infecției. O variantă particulară ar putea fi direct legată de variația rezistenței la infecție, deoarece modulează nivelul de exprimare al unei gene numită „Nutcracker”. Grupele de musculițe mai rezistente au arătat o expresie mai ridicată a „Nutcrecker”, în comparație cu cele mai puțin rezistente.

„Acest studiu oferă un exemplu intrigant al modului în care variația, în partea care nu codifică genomul, ar putea afecta în mod critic trăsăturile complexe, cum ar fi înălțimea sau susceptibilitatea bolii”, spune Deplancke. În acest caz, aceasta include imunocompetența intestinală, așa că trebuie să luăm în considerare întregul genom și nu doar genele sale.

Sursa, aici.