Descoperirea unor noi căi de tratament pentru bolile autoimune depinde de înțelegerea modului în care instrucțiunile genetice sunt activate în organism. Un studiu internațional publicat în revista Nature Genetics deschide noi perspective prin analizarea structurii tridimensionale a ADN-ului în celule imunitare rare din sistemul digestiv, cunoscute sub numele de ILC3. Echipa de cercetători a reușit să conecteze modificările genetice din regiunile reglatoare cu peste 100 de gene responsabile de creșterea riscului de boală Crohn, aducând în prim-plan rolul neașteptat al unor gene legate anterior de sistemul nervos.
- Tehnologia mini-Capture Hi-C a permis analiza plierii 3D a ADN-ului în celule imunitare rare ILC3.
- Cercetătorii au identificat peste 100 de gene asociate riscului de boală Crohn, aproximativ jumătate fiind nelegate anterior de această afecțiune.
- Gena CLN3, cunoscută pentru rolul său în afecțiunea neurodegenerativă Batten, influențează direct producția de semnale inflamatorii în intestin.
Cercetătorii explică potențialul noii cartografieri genetice
Coordonatorii studiului subliniază că noua abordare permite interpretarea mai precisă a variantelor genetice asociate patologiilor complexe. „Prin cartografierea contactelor 3D dintre gene și secvențele de amplificare, putem debloca puterea studiilor de asociere la nivelul întregului genom, implicând noi gene și căi metabolice în trăsăturile bolilor”, a declarat dr. Mikhail Spivakov, conducătorul Functional Gene Control Group din cadrul LMS.
Spivakov a adăugat că înțelegerea acestor mecanisme este un pas direct către dezvoltarea de noi opțiuni terapeutice: „Cu cât știm mai multe despre genele care mediază riscul de boală și înțelegem mecanismele patologice, cu atât putem concepe mai bine noi tratamente țintite.”
În interiorul nucleului celular, cei doi metri de ADN sunt împachetați într-o structură tridimensională complexă. Activitatea genelor este dirijată de promotori (situați la începutul genelor) și de amplificatori (enhancers), care acționează ca veritabile întrerupătoare moleculare. Deși amplificatorii se pot afla la mii sau milioane de litere genetice distanță, plierea ADN-ului îi aduce în contact fizic direct cu genele pe care le controlează.
Descoperirea genei neurologice CLN3 surprinde comunitatea științifică
Printre cele mai neașteptate rezultate ale cercetării se numără identificarea genei CLN3 în celulele imunitare intestinale. Această genă era cunoscută în principal pentru asocierea sa cu boala neurodegenerativă Batten.
„Găsirea unei gene neurologice precum CLN3 active în celulele imunitare intestinale a fost o surpriză fascinantă, demonstrând puterea abordărilor integrative bazate pe date”, a evidențiat profesoara Valeriya Malysheva, lider de grup la VIB Center for Molecular Neurology din Anvers și co-autor principal al studiului.
Malysheva a creat tehnologia mini-Capture Hi-C în timpul activității sale postdoctorale în laboratorul dr. Spivakov. Această tehnică a permis cartografierea interacțiunilor tridimensionale ale ADN-ului folosind un număr mult mai redus de celule comparativ cu metodele tradiționale, depășind astfel obstacolul reprezentat de raritatea celulelor ILC3.
Privind implicațiile mai largi, dr. Helen Ray-Jones, co-autor principal la Erasmus MC University Medical Center din Rotterdam, a explicat importanța rezultatului: „Munca noastră dezvăluie un rol necunoscut anterior pentru această genă în sistemul imunitar, evidențiind caracterul său multifacetat și oferind posibile explicații pentru legăturile dintre sistemul nervos și cel digestiv.” Ray-Jones a precizat că vor fi necesare cercetări suplimentare pentru a stabili modul exact în care această cale modulează riscul de boală Crohn.
Validarea experimentală confirmă legătura cu inflamația intestinală
Pentru a confirma aceste rezultate, Nora Lakes, doctorandă la Cincinnati Children’s Hospital Medical Center și co-autor principal, a efectuat experimente de validare care au arătat că gena CLN3 influențează direct intensitatea semnalelor inflamatorii generate de celulele ILC3.
Celulele ILC3 au un rol esențial în menținerea barierei intestinale și în răspunsul la infecții, însă funcționarea lor necorespunzătoare poate întreține procesele inflamatorii. Boala Crohn este o afecțiune inflamatorie cronică a tractului digestiv care afectează aproximativ 1 din 100 de persoane la nivel global și nu beneficiază în prezent de un leac.
Pentru dezvoltarea unor viitoare terapii, identificarea legăturilor dintre întrerupătoarele genetice la distanță și genele țintă înseamnă că medicina s-ar putea orienta spre intervenții celulare mult mai precise, capabile să ajusteze răspunsul imunitar fără a bloca complet funcțiile de protecție ale organismului.
Cum evaluați potențialul noilor tehnologii genetice în descoperirea cauzelor bolilor cronice? Vă invităm să vă alăturați conversației în secțiunea de comentarii.
