Terhesség alatt egy hamis „fertőzés” védi a magzatot | Quanta Magazin

Gyerekkorodban zseniális tervnek tűnt: fröcskölj forró vizet az arcodra, és tántorogj be a konyhába, olyan nyögést hallva, amitől az angyalok sírni tudtak. Kipirult homlokának egyetlen érintése meggyőzné a szüleit, hogy lázat diagnosztizáljanak, és hazatartson az iskolából.

Nem számít, milyen alaposan megtervezték és előadták, ezek a színházi előadások valószínűleg nem voltak olyan meggyőzőek, mint remélte. De az idén nyáron megjelent új kutatás Cell Host & Microb, arra utal, hogy jóval a születés előtt hasonló taktika segíti az ember fejlődését és más emlősök meggyőzőbb műsort adtak elő.

A tanulmány kimutatta, hogy a méhlepény – az utódot és az anyát összekötő embrionális szerv – hogyan alkalmaz molekuláris trükköt a betegség színlelésére. Azáltal, hogy úgy tesz, mintha vírusos támadás alatt állna, az immunrendszert gyengéden, egyenletesen működik, hogy megvédje a zárt magzatot azoktól a vírusoktól, amelyek átcsúsznak az anya immunvédelmén.

A felfedezés azt sugallja, hogy a fertőzést megelőzően egyes sejtek képesek lehetnek olyan finom immunválaszt aktiválni, amely mérsékelt védelmet nyújthat az érzékeny szövetekben.

Az az elképzelés, hogy a sejteket megelőzően aktiválják az immunvédelmet, „nagyon sérti az immunológusok egyik nézetét” – mondta. Jonathan Kagan, a Boston Children's Hospital és a Harvard Medical School immunbiológusa, aki nem vett részt az új vizsgálatban.

Mivel a vírusellenes immunfegyverek elpusztíthatják a szöveteket, a sejtek általában csak akkor kapcsolják be őket, ha aktív fenyegetés, például fertőzés áll fenn, mondta Kagan. Aztán, ha a fertőzés megszűnt, a fegyvereket a lehető leggyorsabban kikapcsolják.

Az új kutatás szerint azonban a placenta megszegi ezeket a szabályokat. Valahogy bekapcsolja a védelmet, mielőtt szükség lenne rá, majd bekapcsolva hagyja azokat anélkül, hogy kárt tenne önmagában vagy a magzatban.

„Véd, de nem károsít” – mondta Hana Totary-Jain, a tampai Dél-Floridai Egyetem molekuláris farmakológiai docense és az új tanulmány vezető szerzője. "Az evolúció olyan okos."

A Placenta Hamis beteg

Totary-Jain véletlenül fedezte fel a méhlepény ravaszságát. Laboratóriumával a gének mega-klaszterét kutatták – „egy szörnyet” – mondta, amely a méhlepényben expresszálódik. Meglepve látta, hogy a méhlepény fejlődését irányító gének aktiválása mellett a mega-klaszter bekapcsolta az interferon lambda gént, egy immunjelátviteli fehérjét. Miért volt aktív az egészséges, nem fertőzött sejtekben?

Évekbe telt, amíg Totary-Jain és csapata nem válaszolt: A méhlepény sejtek vírushoz hasonlót alakítottak ki, saját genomjukból kinyert RNS-t használva, hogy megtévesszék az immunérzékelőket.

Genomjaink az evolúciótörténet molekuláris múzeumai. A földi élet kezdete óta a vírusok genetikai anyaguk egy részét beillesztik gazdáik DNS-ébe. A fehérjéket kódoló gének között az ősi mikrobiális inváziókból származó genomi emlékek rejtőznek.

Az egyik leggyakoribb víruselem, amely megmarad az emberi genomban, egy DNS-darab, amelyet Alu ismétlődésnek neveznek. Az alusok az emberi genom legalább 13%-át teszik ki; több mint 300 példány volt Totary-Jain mega-klaszterében. Gyanította, hogy ezek az Alu ismétlődések beindították az immunrendszert a placentában. A kollégái azonban óva intették, hogy ne menjen erre az útra.

„Azt a tanácsot kaptam, hogy: „Ne érintse meg Alust, ne dolgozzon Alusszal, felejtse el Alust” – mondta Totary-Jain. A genomban található Alusok sokasága megnehezíti annak kibontását, hogy egy adott halmaz mit csinálhat.

De az Alust érintő adatok túlságosan meggyőzőek voltak ahhoz, hogy figyelmen kívül hagyjuk. Évekig tartó gondos kísérletek után Totary-Jain csapata kimutatta, hogy a méhlepényben az Alu ismétlődések átiratai kettős szálú RNS-töredékeket képeztek – egy molekuláris sziluettet, amelyet sejtjeink vírus eredetűnek ismernek fel. A hamis vírust érzékelve a sejt interferon lambda termelésével reagált.

"A sejt gyakorlatilag fertőző ágensnek öltözik" - mondta Kagan. "Az eredmény az, hogy meggyőzi magát arról, hogy fertőzött, majd úgy működik."

Simmering Immunity

Az immunválaszok destruktívak lehetnek, a vírusellenes válaszok pedig különösen. Mivel a vírusok akkor a legveszélyesebbek, amikor már a sejtben vannak, a legtöbb vírusfertőzést célzó immunstratégia részben a fertőzött sejtek károsításával és elpusztításával működik.

Emiatt a sejtek „Vírus”-t kiáltanak! saját felelősségükre. A legtöbb szövetben az Alu szekvenciák erősen el vannak nyomva, így soha nem lesz lehetőségük utánozni egy vírustámadást. És mégis, úgy tűnik, hogy a méhlepény szándékosan ezt a forgatókönyvet hozza létre. Hogyan állítja egyensúlyba a növekvő embrió egészségét a potenciálisan kockázatos immunválaszsal?

Az egerekkel végzett kísérletek során Totary-Jain csapata azt találta, hogy a méhlepény kétszálú RNS-ei és az azt követő immunválasz nem bántja a fejlődő embriókat. Ehelyett megvédték az embriókat a Zika-vírus fertőzéstől. A placenta sejtek képesek voltak fellépni a vonalon – védelmet biztosítva az embrióknak anélkül, hogy önpusztító immunválaszt váltottak volna ki –, mert beindították a lambda interferon kíméletesebb védelmét.

A kettős szálú Alu RNS megszököttekre jellemzően az I. és II. típusú interferonok reagálnak először, amelyek gyorsan destruktív immunsejteket toboroznak a fertőzés helyére, ami szövetkárosodáshoz, sőt autoimmun betegséghez vezet. Az interferon lambda ezzel szemben egy III. típusú interferon. Lokálisan fejti ki hatását azáltal, hogy csak a szöveten belüli sejtekkel kommunikál, enyhébb immunválaszt generálva – olyat, amely hosszú távon is fenntartható a placentában.

Még mindig rejtély, hogy a placenta sejtjei hogyan képesek csak az interferon lambdát aktiválni, miközben az immunválaszt forrongva, de soha fel nem forrva tartják. De Totary-Jainnek van egy ötlete arról, hogy a placentasejtek miért fejlesztették ki ezt a trükköt, amelyet más sejtek látszólag elkerülnek: Mivel a méhlepényt születéskor eldobják, talán megengedheti magának, hogy olyan immunkockázatot vállaljon, amit más szövetek nem.

Az eredmények felfedik a placenta új stratégiáját a magzat védelmére, az anya immunrendszerén kívül. Mivel az anya immunválasza csillapodik a terhesség alatt, hogy megakadályozza a genetikailag eltérő embrionális sejtek elleni támadásokat, a méhlepénynek extra védelmet kellett kifejlesztenie a növekvő baba számára, amelyet támogat.

Ez a trükk azonban – egy hamis vírus által generált alacsony szintű immunválasz – nem korlátozódhat a méhlepényre. A Columbia Egyetem kutatói nemrégiben hasonló jelenséget írtak le az idegsejtekben. Különböző genomi elemekből származó RNS-eket figyeltek meg összekötve kettős szálban, hogy immunválaszt keltsen. Ebben az esetben az immunrendszer egy pusztítóbb I-es típusú interferont hívott be, de ez alacsony szinten termelődött. A szerzők azt feltételezték, hogy az agy krónikus, alacsony szintű gyulladása kordában tarthatja a fertőzéseket, megelőzve a súlyos gyulladásokat és az idegsejtek halálát.

Lehetséges tehát, hogy az immunrendszer effajta csalása gyakoribb, mint azt bárki gondolta. Ha megvizsgálják, hogy az immunrendszer hogyan szegi meg saját szabályait, a tudósok jobban meg tudják határozni, mik is azok a szabályok.

Quanta felméréssorozatot végez közönségünk jobb kiszolgálása érdekében. Vidd a miénket biológia olvasói felmérés és ingyenesen nyerhetsz Quanta áru.