I ricercatori dell’UNSW di Sydney hanno scoperto che un particolare elemento trasponibile, o gene di salto, nel genoma ha un profondo effetto sulla risposta immunitaria all’infezione da virus.
I ricercatori dell’UNSW di Sydney hanno scoperto che un particolare elemento trasponibile, o gene di salto, nel genoma ha un profondo effetto sulla risposta immunitaria all’infezione da virus.
I risultati nei topi, pubblicati su Nature today, forniscono nuove informazioni su come il sistema immunitario è regolato e hanno potenziali sviluppi per il trattamento delle infezioni virali che possono portare a una risposta immunitaria iperattiva.
”Mostra molto chiaramente che un elemento trasponibile può controllare il sistema immunitario per favorire la sopravvivenza dell’ospite dopo l’infezione da virus ed è probabilmente stato selezionato per rimanere nel genoma proprio per questo motivo”, afferma l’autore senior Cecile King, professore associato della School of Biotechnology & Biomolecular Sciences dell’UNSW Science.
Fino a due terzi del genoma di un mammifero sono ottenuti da elementi trasponibili. Ma a parte un certo consenso sul fatto che gli elementi trasponibili influenzano negativamente o positivamente la trascrizione genica – un processo fondamentale nel nostro genoma in cui il DNA viene copiato nell’RNA – gli scienziati non comprendono appieno cosa fanno questi geni saltatori.
Il dottor King dice che per capire davvero la loro funzione, i ricercatori avevano bisogno di osservare cosa succede quando rimuovono uno di questi elementi trasponibili da un animale.
”Questo è stato difficile perché gli elementi trasponibili sono ripetitivi e la loro capacità di moltiplicarsi attraverso il genoma è stata una delle ragioni per cui sono così importanti in termini di contenuto del nostro genoma”.
”Quando stai cercando di eliminarne uno, spesso in realtà prendi di mira un intero gruppo di loro attraverso il genoma su cromosomi diversi, quindi è stato un po ‘complicato da fare”.
Il team ha tentato di analizzare l’effetto degli elementi trasponibili sul sistema immunitario, che il dottor King dice essere “un ottimo sistema da studiare perché è facile da controllare usando una stimolazione ben definita”.
”È anche un sistema molto utile per esaminare il ruolo degli elementi trasponibili perché molti di essi sono effettivamente derivati da retrovirus e, come sappiamo dall’HIV, i retrovirus non si inseriscono solo ovunque nel genoma, ma si inseriscono prevalentemente in geni attivi”.
“Quando si tratta di un’infezione da virus, la maggior parte di quei geni (attivi) saranno geni di risposta immunitaria. ” Quindi possiamo porre domande su ciò che gli elementi trasponibili effettivamente fanno in termini di funzione e il loro effetto su un sistema biologico complesso come il sistema immunitario”.
King dice che i ricercatori hanno selezionato un antico elemento trasponibile, “perché se un elemento trasponibile è stato mantenuto nel genoma nel tempo, è più probabile che abbia una funzione”.
Questo particolare elemento trasponibile si trova vicino a uno dei geni più altamente espressi a seguito di infezione virale, nella famiglia dei geni Schlafen. Ci sono 10 geni Schlafen nei topi e sette negli esseri umani e sono di fondamentale importanza in quanto incoraggiano la proliferazione cellulare in risposta ai virus e inibiscono la replicazione del virus.
Dopo aver eliminato uno degli elementi trasponibili – chiamato Lx9c11 – dai topi, i ricercatori hanno infettato gli animali con Coxsackievirus B4, un virus che colpisce in gran parte il pancreas e alcuni altri tessuti. Ma invece di eliminare come al solito il virus, i topi che avevano perso l’elemento Lx9c11 sono morti.
I ricercatori hanno scoperto che i topi carenti di Lx9c11 avevano una risposta immunitaria esagerata, simile a quella raramente sperimentata dai pazienti influenzali e più comunemente sperimentata dalle persone con COVID-19 grave.
“Abbiamo scoperto che avevano aumentato i danni al pancreas; infiltrazione di cellule nel polmone; attivazione di sottoinsiemi di cellule immunitarie; livelli di glucosio nel sangue disregolati; perdita di peso e letalità. E i dati hanno indicato che la letalità era indotta dall’ospite”, dice il dottor King.
Ma quando hanno rimesso l’elemento trasponibile in altri topi ancora viventi che erano stati infettati da Coxsackievirus B4, quei topi sono sopravvissuti all’infezione.
Il dottor King dice che questa è una scoperta importante che illustra come il sistema immunitario sia sotto stretta regolamentazione; una persona ha bisogno di una forte risposta immunitaria alle infezioni, ma questo deve essere soppresso rapidamente dopo che l’agente patogeno cancella il corpo per evitare il rischio di danni continui ai tessuti.
Successivamente prevede di condurre analisi a livello di genoma per identificare e determinare il ruolo di altri elementi trasponibili per cercare di individuare se ci sono altri elementi trasponibili che stanno facendo cose simili.
”Pensiamo che questo sarà un fenomeno comunemente osservato, che impareremo come elementi trasponibili simili a Lx9c11, controllano l’espressione delle famiglie di geni in tutto il genoma”, dice il dottor Kings.
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