Otkriće promene DNK u urođenom imunološkom pamćenju ćelija može pomoći u borbi protiv jednog od najsmrtonosnijih neprijatelja ljudi – sepse.
„Sepsa je zaista užasan teret, ne samo u smislu smrtnosti, već i novca. To je najskuplje medicinsko stanje za lečenje u SAD, oko 20 milijardi dolara godišnje, što je skoro duplo više od sledećeg najvišeg“, rekao je Blejk Koldvel , predsednički postdoktorski saradnik Virginia Tech.
Glavni autor studije objavljene u Cell Reports, Caldvell i njegov tim su pokazali da promene u strukturi i organizaciji DNK stvaraju stanje iscrpljenog pamćenja u monocitima, belim krvnim zrncima koja olakšavaju imune odgovore u telu.
„Otkrili smo da postoji kritična uključenost metilacije DNK u kontrolu urođene imunološke memorije“, rekao je Koldvel. Metilacija DNK je kada se mali molekul koji se zove metil grupa dodaje DNK, proteinima ili drugim molekulima. „Ovo utiče na sposobnost monocita da se sete prošlih imunoloških izazova i promene svoje ponašanje u budućnosti.“
Ovo iscrpljeno stanje doprinosi tome da imuni sistem većine pacijenata sa sepsom ostane kritično onesposobljen mesecima ili godinama nakon što je početni šok tretiran.
„Ovo je veoma važan rad koji postavlja prekretnicu za novi fenomen urođenog imunološkog pamćenja“, rekao je Livu Li, profesor bioloških nauka i Koldvelov mentor. Li je takođe pridruženi fakultet u Centru za nove, zoonotske i antropodne patogene u Institutu za prirodne nauke Fralin.
Istraživački tim je takođe otkrio da terapeutske intervencije mogu sprečiti promenu DNK i pomoći belim ćelijama da ostanu u boljem borbenom obliku.
„Dodavanjem leka koji blokira sticanje DNK metilacije, možemo da promenimo ponašanje ovih monocita. Mi zapravo možemo da intervenišemo i sprečimo da dođe do tih promena metilacije DNK“, rekao je Koldvel. „Možemo da obnovimo normalnu aktivnost monocita, i mislim da je to ono što ovu studiju izdvaja.“
Caldvell pripisuje proboj delom svojim prethodnim studijama i prethodnom istraživačkom iskustvu.
Koldvel je diplomirao na Univerzitetu Pensilvanije 2021. godine, proučavao je epigenetiku, proučavanje promena stabilne funkcije ćelije koje se dešavaju bez promena u DNK sekvenci, sa fokusom na metilaciju DNK. Kada je njegov trenutni istraživački tim počeo da proučava ulogu belih krvnih zrnaca u imunološkoj disregulaciji tokom sepse, njegovo iskustvo ga je navelo da pogleda ulogu epigenetike.
„Slučajno sam bio prava osoba sa pravim setom alata da odgovorim na ovo pitanje“, rekao je Koldvel. „Ne ide to često tako. Imao sam mnogo sreće.“
Koldvelov tim je otkrio da metilacija DNK igra veliku ulogu u dugoročnom lošem ponašanju belih krvnih zrnaca kod sepse i drugih teških imunoloških stanja. I blokiranjem ove promene da se ne dogodi, istraživači mogu ispraviti ponašanje ćelija, koje ima implikacije osim sepse.
„Stvari koje možemo pokriti koristeći sepsu kao model za urođeni imuni sistem često se primenjuju šire jer se radi o istim putevima koje aktiviraju COVID-19, koronarna arterijska bolest i drugi teški imunološki događaji“, rekao je Koldvel. „To je primitivan, ali visoko očuvan biološki sistem.“
