Vědci z 1. LF UK – BIOCEV ukázali, jak správný vývoj bílých krvinek v brzlíku brání autoimunitním projevům

(Praha 27. června 2019) Vědci Tomáš Zikmund a Tomáš Stopka z 1. LF UK - BIOCEV ukázali, že úspěšný vývoj bílých krvinek v brzlíku zabraňuje vzniku autoimunitních onemocnění. Výzkum na transgenních myších odhalil, že vyzrávání imunitního systému je přímo závislé na tom, jakým způsobem je genetický kód jaderné DNA „skladován“, což u experimentálních zvířat s narušením této funkce vede až k závažnému imunodeficitu včetně těžkého zánětu střeva, tzv. kolitidy. Výsledky této práce byly publikovány 8. května 2019 v časopise The Journal of Immunology.

Imunitní systém je klíčovou součástí organismu, rozeznává, co je tělu vlastní či cizorodé a pomocí specializovaných buněk chrání tělo před patogenními mikroorganismy. Pokud není imunitní systém schopen organismus bránit, mluvíme o imunodeficitu (stavu vyšší náchylnosti k infekcím). V opačném případě je imunitní systém přecitlivělý a reaguje i na vlastní tkáně, pak hovoříme o autoimunitě (sebepoškození organismu vlastním imunitním systémem), tedy o autoimunitní nemoci. Mezi autoimunitní nemoci patří i zánět střeva, kolitida, která v České republice postihuje zhruba 45 pacientů na 100 000 obyvatel. Příčina tohoto onemocnění je neznámá, ale existuje několik hypotéz; jedna z nich též předpokládá nesprávné funkce imunitních buněk vznikající v brzlíku, tzv. T lymfocytů.

Většina funkcí imunitních buněk je kódována v genetickém sledu bází molekuly DNA. „Aby se molekula DNA, která v každé buňce u člověka v souhrnu měří až 2 metry, mohla do buněčného jádra vejít, musí být ‚namotána‘ na specifické proteiny umožňující její zhuštění. Můžeme si to představit i jako namotání vlákna na špulku, takže řada informací je zcela skryta. Toto zhuštění ovšem vede k obtížím ve čtení genetické informace, v důsledku čehož se musely v minulosti u primitivních organismů vyvinout enzymy umožňující čtyřpísmenný kód DNA účinně odhalovat čtecím molekulárním strojům v buněčném jádře. Mezi tyto stroje též řadíme tzv. remodelační enzymy, jakými je i námi studovaná bílkovina Smarca5,“ dodává Tomáš Stopka. „Pokud bychom cíleně nestudovali, jak je genetický kód v lymfoidních buňkách čten, nikdy bychom nezpozorovali, že se u myši s narušeným vyzráváním lymfocytů může vyvinout zánět střeva (kolitida). Jedná se o potvrzení našich původních představ, že za celou řadou relativně komplexních nemocí stojí výběr informace, které buňka pročítá,“ říká první autor prestižní publikace Tomáš Zikmund.

Unikátní a zcela zásadní vlastností imunitního systému je jeho schopnost naučit se rozpoznávat molekuly pocházející z cizorodých a vlastních tkání. Tato schopnost je založena na produkci rozličných lymfocytů (bílých krvinek), z nichž každý rozpozná jen určitou z nich. Zdravý imunitní systém je schopen vlastní tkáně tolerovat, zatímco pokud lymfocyt rozezná cizorodou strukturu, která nepatří k organismu, dochází k aktivaci zánětlivé reakce, produkci protilátek a likvidaci této struktury i jejího zdroje, např. mikroorganismu z těla. Na úplném počátku vývoje lymfocytů stojí, stejně jako u ostatních krevních elementů, krevní kmenová buňka. Laboratoř prof. Stopky se dlouhodobě zabývá studiem krvetvorby – a to jak normálního vývoje krevních elementů, tak i nádorových onemocnění, která jsou způsobena nevratnými změnami ve velmi časném vývoji nezralých buněk krvetvorby. 

Díky sofistikovaným metodám analýzy genetického kódu DNA můžeme dnes studovat do nebývalého detailu i jeho sebejemnější změny. Tomáš Stopka říká: „Genetický kód je tak komplexní, že prostě nelze neustále v každé buňce číst jeho celý obsah, a musí proto existovat systém, který upřednostňuje informace pro každou buňku a tkáň. V živém organismu to je podobné a skrze některé bílkoviny, které v naší laboratoři studujeme, lze do čtení zapojit opravdu jen to důležité, zatímco valná většina genetického kódu se nepročítá. Proto například v imunitních buňkách jsou čteny jen ty části genomu, který s imunitou nějak souvisí. Prostorová orientace genomu nám umožňuje, aby takové informace nemusely být kódovaný za sebou, ale mohou se nacházet i na odlišných chromozómech.“

Laboratoř hematologa prof. Tomáše Stopky vytváří unikátní myší modely, které nesou rozličné mutace schopné přeprogramovat genovou expresi normálních buněk a pochopit, jakým způsobem vznikají nádorová onemocnění krvetvorby nebo poruchy jejího vývoje. Tyto unikátní myší modely umožňují sledovat zásadní změny krvetvorby už od nástupu choroby po její terminální stadium. Zároveň umožňují testovat různé kombinace léčebných postupů, které celý proces vzniku nemoci mohou zpomalit.

Více informací o publikaci: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31068388

Převzato z: