Tim istraživača sa Instituta za humanu virusologiju (IHV) Škole Univerziteta Merilenda (UMSOM), Centra izvrsnosti Globalne mreže virusa (GVN), objavio je nova otkrića koja naglašavaju ključnu ulogu urinarnog i genitalnog trakta. mikrobiota u nepovoljnim ishodima trudnoće i genomskoj nestabilnosti koja nastaje u materici tokom fetalnog razvoja.
Studija, objavljena 17. jula u Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), uspostavila je novu vezu između genomske nestabilnosti i proteina iz Micoplasma fermentans, neke vrste bakterije koja obično kolonizuje urogenitalni trakt. Ovaj bakterijski protein je takođe smanjio plodnost kod majki miševa i doveo do više urođenih mana kod njihovih novorođenih štenaca.
Ovo istraživanje su predvodili Davide Zela, dr., pomoćnik profesora biohemije i molekularne biologije na UMSOM-ovom IHV-u i Robert Gallo, MD, Homer & Martha Gudelski uvaženi profesor medicine, suosnivač i emeritus direktor UMSOM-a i IHV-a Suosnivač i predsednik naučnog rukovodstva Globalne mreže za viruse.
„Naši rezultati ne samo da proširuju naše razumevanje međudejstva mikrobiote urogenitalnog trakta i reproduktivnog zdravlja ljudi, već takođe bacaju svetlo na ranije neidentifikovan doprinos ljudske mikrobiote genetskim abnormalnostima“, rekla je vodeći autor studije dr Frančeska Benedeti. D., naučni saradnik za biohemiju i molekularnu biologiju u UMSOM-ovom IHV-u.
„Cilj nam je da dalje istražimo mehanizme koji su u osnovi ovih nalaza i njihove potencijalne implikacije za prevenciju i lečenje hromozomskih abnormalnosti i genetskih bolesti“, rekao je ko-vodeći autor dr Giovannino Silvestri, bivši naučni saradnik medicine u UMSOM-ovom IHV-u.
Poznato je da ljudska mikrobiota utiče na metabolizam, podložnost zaraznim bolestima, regulaciju imunološkog sistema i još mnogo toga. Jedna od ovih bakterijskih komponenti, mikoplazme, povezana je sa različitim vrstama raka.
Istraživački tim je proučavao jedan protein mikoplazme, DnaK, koji pripada porodici proteina koji štiti druge bakterijske proteine od oštećenja i pomaže u njihovom savijanju kada su tek napravljeni, delujući kao takozvani „pratilac“. Međutim, dok je ovaj protein povoljan za bakterije, njegovi efekti na životinjske ćelije su manje povoljni.
S tim u vezi, tim je ranije pokazao da ovaj DnaK preuzimaju ćelije tela i da ometa ključne proteine uključene u očuvanje integriteta DNK i prevenciju raka, kao što je protein supresor tumora p53.
Za ovu najnoviju studiju, istraživači su stvorili miševe koji proizvode DnaK protein koji normalno proizvodi bakterija Micoplasma fermentans. Ovi miševi koji su bili izloženi DnaK-u su akumulirali genomsku nestabilnost u kojoj su čitavi delovi genoma bili duplicirani ili izbrisani, što je rezultiralo miševima sa različitim brojem kopija određenih gena.
Tim je primetio da neki od ovih miševa od tri do pet nedelja starosti imaju problema sa kretanjem i koordinacijom. Otkrili su da ovi miševi imaju deleciju u genu Grid2, što kod ljudi dovodi do retke genetske bolesti poznate kao spinocerebelarna ataksija-18 (SCAR18) koja uzrokuje odložen razvoj veštih pokreta i intelektualne smetnje.
„Zanimljivo je da je ovaj slučaj prvi put da je model miša uspešno rekapitulirao ljudsku genetsku bolest de novo, pokazujući potencijal ovog modela za dalja istraživanja biologije raka“, rekao je dr Zela.
Više od trećine ženki miševa koje su stvarale DnaK protein nisu mogle da zatrudne. Pored toga, više od 20% štenaca rođenih od majki sa DnaK proteinom imalo je neku vrstu urođenog defekta/deformiteta.
„Pojave genomske nestabilnosti, u vidu povećanog broja varijacija u broju kopija, mogle bi da objasne smanjenu plodnost i povećane slučajeve abnormalno razvijenih fetusa koje smo primetili nakon izlaganja DnaK-u“, rekao je dr Galo.
„Ovi podaci se zasnivaju na našem početnom radu koji je otkrio remetilačku ulogu DnaK na ključnim proteinima uključenim u pravilno popravljanje oštećene DNK, za koje se takođe zna da igraju ulogu u nastanku varijacija broja kopija. Naša stalna posvećenost je da bolje razumemo potencijalne implikacije ovih nalaza u ćelijskoj transformaciji i raku.“
Dekan UMSOM-a Mark T. Gladvin, MD, koji je takođe potpredsednik za medicinska pitanja Univerziteta Merilend, Baltimor i uvaženi profesor Džona Z. i Akiko K. Bauers, pohvalio je rad. „Istraživači postavljaju značajno pitanje u vezi sa tim da li DnaK može da ometa razvoj fetusa kod ljudi. Važan sledeći korak bi bio da se istraži da li bi neutralisanje bilo bakterija ili ovog proteina moglo da očuva plodnost i spreči određene urođene mane“, rekao je on.
