Enfeksiyonlara Karşı Savunmayı Geliştiren Epigenetik Acil Durum Anahtarı

Enfeksiyonlar sırasında hematopoietik sistem normalden acil duruma geçer. Bu, patojenlere karşı savunmayı geliştirir. Alman Kanser Araştırma Merkezi'ndeki (Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ) bilim insanları şimdi farelerin kan kök hücrelerinde ve progenitör hücrelerinde bir moddan diğerine geçişi tetikleyebilen bir epigenetik anahtar buldular.

Hematopoezin acil durum programı vücutta başlarsa, bu, bağışıklık sisteminin bir alarm durumuna işaret eder ve iki farklı amaca hizmet eder: "Normal mod"daki hematopoez ile karşılaştırıldığında, acil durum programı, bu sırada tüketilen bağışıklık hücrelerinin daha fazla yenilenmesiyle sonuçlanır. Ek olarak, acil durum programı, tüm bağışıklık sistemini bir ön aktivasyona sokar ve bu da enfeksiyonların daha hızlı temizlenmesine yardımcı olur. Acil durum programının karakteristiği, örneğin, kan kök hücrelerinin bölünme hızının artması ve olgun beyaz kan hücrelerinin dengesinin miyeloid hücreler (makrofajlar ve granülositler) lehine değişmesidir.

Alman Kanser Araştırma Merkezi'nden (Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ) Nikolaus Dietlein ve Hans-Reimer Rodewald liderliğindeki bilim insanları, H2Bub1 olarak kısaltılan belirli bir epigenetik modifikasyonu hedeflediler. Viral bir enfeksiyonun sonucu olarak interferon tarafından aktive edilen ve enfeksiyona karşı savunma için önemli olan genlerin açılmasında yer alır. DNA'nın paketleme proteinlerine, histonlara bağlanan modifikasyon, USP22 enzimi tarafından tekrar uzaklaştırılır.

H2Bub1 ve USP22, kan kök hücresindeki acil durum programını tetikleyen aranan anahtar olabilir mi?

Rodewald liderliğindeki araştırmacılar bunu, kan kök hücreleri USP22'nin genetik olarak devre dışı bırakıldığı farelerde araştırdılar. Bu hayvanlarda, hematopoezin acil programı, tüm temel özellikleriyle birlikte, saptanabilir herhangi bir enfeksiyon veya artmış interferon seviyeleri olmaksızın yürütüldü. Genetiği değiştirilmiş hayvanlar, normal farelere göre Listeria monocytogenes bakterisiyle enfeksiyonla daha iyi mücadele edebildi. Ek olarak, kanlarındaki önemli çöpçü hücreler, nötrofil granülositleri, bakterileri yutmada daha başarılıydı.

Beklendiği gibi, geni modifiye edilmiş hayvanların kan hücrelerindeki genetik materyal de önemli ölçüde daha fazla epigenetik H2Bub1 modifikasyonuna sahipti. Nikolaus Dietlein, “Artan H2Bub1 seviyesi, bağışıklık sistemini beklemeye alan alarm düğmesi gibi görünüyor. Bu, özellikle bir patojenle ilk temas sırasında önemli olan doğuştan gelen bağışıklık savunmasını yüksek savunma alarmına sokar.” dedi.

H2Bub1 ve USP22, insan hücrelerinde de bulunur ve mevcut araştırmaya göre, burada farelerdekilerle karşılaştırılabilir işlevler gerçekleştiriyor. Hans-Reimer Rodewald şöyle diyor: “Farelerde epigenetik bir modifikasyonun enfeksiyona karşı savunmayı iyileştirdiğini gösterebildik. Ancak, USP22 kaybının insan hematopoietik kök ve progenitör hücrelerini nasıl etkilediği hâlâ bilinmiyor ve şimdi araştırılması gerekiyor. USP22 ilaçlar tarafından muhtemelen bir gün patojenlere karşı bağışıklık savunmasını iyileştirmeye yardımcı olabilir. Ancak, şu ana kadar, bu henüz kanıtlanmamıştır ve daha ileri çalışmalarda test edilmesi gerekmektedir.”