Fot. Magdalena Madej, źródło: Lunds Universitet

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% 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 być destrukcyjne – 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 pilnujący porządku wśród genów pochodzenia wirusowego. – Kiedy tego enzymu brakuje, dawne powirusowe sekwencje zaczynają się uaktywniać, a układ odpornościowy interpretuje to jako atak z zewnątrz – opisuje 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 (choroby autoimmunologicznej, gdzie jednym z objawów bywa rumień w kształcie motyla na twarzy) i nieswoistego zapalenia jelita grubego (np. choroby 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 – zdradza 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 – obrazuje 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 i jak prowadzić to może do autoagresji w komórkach organizmu. 

Autorka: Ludwika Tomala, źródło: Serwis Nauka w Polsce