Новое исследование, проведенное в CU Boulder, проливает свет на эту проблему, выявляя так называемый «механизм настройки иммунной системы», который возник как ошибка в генетическом коде десятки миллионов лет назад.
Новые исследования показывают, что сбои в механизме иммунной системы могут приводить к неадекватной или чрезмерной реакции иммунной системы, что увеличивает риск развития тяжелых или затяжных форм COVID-19. Эти сбои также связаны с аутоиммунными заболеваниями и раком. Однако до недавнего времени оставалось мало информации о причинах этих иммунологических нарушений.
«Мы обнаружили целый класс недооцененных вариантов белков, которые могут значительно влиять на нашу иммунную функцию», — отметил клеточный биолог Эд Чуонг. Его лаборатория выявила, что один из вариантов белка под названием IFNAR2 действует как регулятор, контролирующий передачу сигналов интерферона.
По его словам, если ученые смогут манипулировать этим регулятором для активации или ослабления иммунной системы, это может иметь широкий терапевтический потенциал — от инфекций до аутоиммунных расстройств и рака.
Чуонг также изучает транспозоны — фрагменты ДНК, которые проникли в клетки приматов около 70 миллионов лет назад и сейчас составляют более половины человеческого генома. Некоторые из этих транспозонов, известные как эндогенные ретровирусы, появились благодаря древним вирусам. Пробуждаясь, эти генетические паразиты могут способствовать выживанию и распространению раковых клеток. Другие транспозоны, исследованные в данной статье, возникли непосредственно из самого генома, подобно случайным ошибкам в исходном коде компьютерной программы.
«Если рассматривать ген как предложение, то транспозон — это слово, вставленное в предложение, которое немного изменяет инструкции для клетки», — объясняет научный сотрудник лаборатории Джулия Паскези.
Обычно клетки подавляют такие нарушения, активируя только правильные версии генов, поэтому ученые долгое время считали их инертной «мусорной ДНК». Паскези решила оспорить это мнение и изучила варианты генов, образованные транспозонами, которые действительно играют важную роль в иммунной функции человека.
Сообщается, что Паскези и Чуонг сосредоточились на варианте рецептора интерферона 2 — ключевом белке, который функционирует как клеточная антенна для интерферона, активируя другие гены, борющиеся с инфекциями и раком. Они обнаружили новый «короткий» вариант рецептора, который может распознавать интерферон, но не обладает необходимыми компонентами для передачи сигнала.
Ученые подвергли клетки воздействию различных иммунных факторов, включая вирусные инфекции, и выяснили, что короткий вариант действует как «приманка». Когда они удалили этот короткий вариант из генома, клетки стали значительно более чувствительными к интерферону, что привело к усилению иммунных реакций против вирусов, включая SARS-CoV-2 и вирус денге.
Люди с аномально высоким уровнем этого варианта могут быть более подвержены тяжелым инфекциям, в то время как те, у кого уровень низкий, могут страдать от хронического воспаления или аутоиммунных заболеваний, таких как псориаз или синдром раздраженного кишечника, а также испытывать длительные последствия COVID-19.
«Известно, что разные люди демонстрируют различные иммунные реакции, но причины этих различий остаются плохо изученными. Мы обнаружили новый механизм управления, который может объяснять некоторые из этих вариаций», — заключил Чуонг.