Γερμανία Έρευνα: Κατά τη διάρκεια των λοιμώξεων, το αιμοποιητικό σύστημα μεταβαίνει από την κανονική λειτουργία σε κατάσταση έκτακτης ανάγκης. Αυτό βελτιώνει την άμυνα κατά των παθογόνων μικροοργανισμών. Επιστήμονες του Γερμανικού Κέντρου Ερευνών για τον Καρκίνο βρήκαν τώρα έναν επιγενετικό διακόπτη στα βλαστικά κύτταρα του αίματος και στα προγονικά κύτταρα των ποντικών που μπορεί να ενεργοποιήσει τη μετάβαση από τη μία λειτουργία στην άλλη. Εάν το πρόγραμμα έκτακτης ανάγκης της αιμοποίησης ξεκινήσει στον οργανισμό, αυτό σηματοδοτεί μια κατάσταση συναγερμού του ανοσοποιητικού συστήματος και εξυπηρετεί δύο διαφορετικούς σκοπούς: Σε σύγκριση με την αιμοποίηση σε “κανονική λειτουργία”, το πρόγραμμα έκτακτης ανάγκης έχει ως αποτέλεσμα την αυξημένη αναπλήρωση των κυττάρων του ανοσοποιητικού συστήματος που καταναλώνονται κατά τη διάρκεια λοιμώξεων ή φλεγμονών. Επιπλέον, το πρόγραμμα έκτακτης ανάγκης θέτει ολόκληρο το ανοσοποιητικό σύστημα σε μια προ-ενεργοποίηση που βοηθά στην ταχύτερη εκκαθάριση των λοιμώξεων.
Χαρακτηριστικά του προγράμματος έκτακτης ανάγκης είναι, για παράδειγμα, ο αυξημένος ρυθμός διαίρεσης των βλαστικών κυττάρων του αίματος και η μετατόπιση της ισορροπίας των ώριμων λευκών αιμοσφαιρίων υπέρ των μυελοειδών κυττάρων (μακροφάγων και κοκκιοκυττάρων). Κανονικά, το πρόγραμμα έκτακτης ανάγκης ενεργοποιείται από τυπικά μοριακά συστατικά παθογόνων μικροοργανισμών ή από προφλεγμονώδεις αγγελιοφόρους ουσίες, όπως ορισμένες ιντερφερόνες. Τι συμβαίνει, όμως, στα βλαστικά κύτταρα του αίματος και στα προγονικά κύτταρα; Υπάρχει ένας κυτταρικός διακόπτης που ενεργοποιεί το πρόγραμμα έκτακτης ανάγκης; Οι επιστήμονες, με επικεφαλής τους Nikolaus Dietlein και Hans-Reimer Rodewald του Γερμανικού Κέντρου Έρευνας για τον Καρκίνο, στόχευσαν μια συγκεκριμένη επιγενετική τροποποίηση, η οποία συντομογραφείται ως H2Bub1. Συμμετέχει στην ενεργοποίηση γονιδίων που ενεργοποιούνται από την ιντερφερόνη ως αποτέλεσμα μιας ιογενούς λοίμωξης και τα οποία είναι σημαντικά για την άμυνα κατά της λοίμωξης. Η τροποποίηση, η οποία προσκολλάται στις πρωτεΐνες συσκευασίας του DNA, τις ιστόνες, απομακρύνεται και πάλι από το ένζυμο USP22. Θα μπορούσαν το H2Bub1 και το USP22 να είναι ο περιζήτητος διακόπτης που ενεργοποιεί το πρόγραμμα έκτακτης ανάγκης στο βλαστικό κύτταρο του αίματος; Οι ερευνητές με επικεφαλής τον Rodewald το διερεύνησαν αυτό σε ποντίκια στα βλαστικά κύτταρα του αίματος των οποίων το USP22 είχε απενεργοποιηθεί γενετικά. Σε αυτά τα ζώα, το πρόγραμμα έκτακτης ανάγκης της αιμοποίησης με όλα τα βασικά χαρακτηριστικά του έτρεχε χωρίς καμία ανιχνεύσιμη λοίμωξη ή αυξημένα επίπεδα ιντερφερόνης.
Τα γενετικά τροποποιημένα ζώα ήταν ικανότερα να καταπολεμήσουν τη μόλυνση με το βακτήριο Listeria monocytogenes από ό,τι τα φυσιολογικά ποντίκια. Επιπλέον, τα σημαντικά κύτταρα-απορριπτικά κύτταρα στο αίμα τους, τα ουδετερόφιλα κοκκιοκύτταρα, ήταν πιο επιτυχημένα στο να καταπίνουν τα βακτήρια. Όπως αναμενόταν, το γενετικό υλικό στα κύτταρα του αίματος των γονιδιακά τροποποιημένων ζώων είχε επίσης σημαντικά περισσότερες επιγενετικές τροποποιήσεις H2Bub1. “Το αυξημένο επίπεδο H2Bub1 φαίνεται να είναι το κουμπί συναγερμού που θέτει το ανοσοποιητικό σύστημα σε ετοιμότητα. Συγκεκριμένα, αυτό θέτει την έμφυτη ανοσολογική άμυνα, η οποία είναι ιδιαίτερα σημαντική κατά την αρχική επαφή με ένα παθογόνο, σε αυξημένο αμυντικό συναγερμό”, λέει ο Nikolaus Dietlein, πρώτος συγγραφέας της παρούσας δημοσίευσης. Το USP22, το οποίο αφαιρεί την τροποποίηση H2Bub1, τερματίζει τον συναγερμό στα φυσιολογικά ζώα. Το H2Bub1 και το USP22 βρίσκονται επίσης στα ανθρώπινα κύτταρα και, σύμφωνα με την τρέχουσα έρευνα, επιτελούν εκεί ανάλογες λειτουργίες με εκείνες των ποντικών.
Ο Hans-Reimer Rodewald λέει: “Στα ποντίκια, μπορέσαμε να δείξουμε ότι μια επιγενετική τροποποίηση βελτιώνει την άμυνα κατά της λοίμωξης. Ωστόσο, ο τρόπος με τον οποίο η απώλεια του USP22 επηρεάζει τα ανθρώπινα αιμοποιητικά βλαστικά και προγονικά κύτταρα είναι ακόμη άγνωστος και θα πρέπει τώρα να διερευνηθεί. Η αναστολή της USP22 με φάρμακα θα μπορούσε ενδεχομένως μια μέρα να βοηθήσει στη βελτίωση της ανοσολογικής άμυνας κατά των παθογόνων μικροοργανισμών. Μέχρι στιγμής, ωστόσο, αυτό είναι προς το παρόν ακόμη αναπόδεικτο και πρέπει να δοκιμαστεί σε περαιτέρω μελέτες”.
Τα ευρήματα δημοσιεύονται στο περιοδικό “Επιστήμη Ανοσολογίας” (Science Immunology).