חוקרים חשפו את מנגנון הוויסות של חלבון ספציפי הממלא תפקיד מפתח באיזון התגובה החיסונית המופעלת על ידי זיהומים ויראליים בתאי יונק. ממצאים אלו יכולים לסייע בפיתוח של טיפולים אנטי-ויראליים ותרופות לחומצות גרעין לטיפול בהפרעות גנטיות.
כדי שתאים יגנו על עצמם מפני זיהומים ויראליים, סדרה של תגובות חיסוניות מתרחשות בדרך כלל, כולל מוות תאי מתוכנת הנקרא אפופטוזיס ואיתות אינטרפרון. בעוד אפופטוזיס הוא תהליך נורמלי, המתרחש עם או בלי נוכחות של מולקולות ויראליות, לאחר מפל של שלבים להסתיים עם מותו של תא -; מה שאולי לא נשמע מועיל למארח -; זה יכול לסייע במניעת רבייה של תאים חריגים, כולל אלה שנדבקו בנגיפים, ולחסל אותם מהגוף. אינטרפרונים, לעומת זאת, הם חלבונים המיוצרים על ידי תאי בעלי חיים בתגובה לזיהום ויראלי כדי להגן על התא מפני התקפות ויראליות ולמנוע מהווירוס להתרבות. עם זאת, המנגנון הרגולטורי של האופן שבו תאים שומרים על איזון בין אפופטוזיס ותגובת אינטרפרון לדיכוי יעיל של שכפול ויראלי במהלך זיהום, נותר לא ברור.
במחקר הנוכחי, צוות הכולל חוקרים מאוניברסיטת טוקיו התמקד בחלבון ספציפי, TRBP, המסווג גם כסוג חלבון הנקרא גורם משתיק RNA.
RNA היא חומצת גרעין, תרכובת אורגנית הנמצאת בתאים חיים ובנגיפים, השולטת בסינתזת החלבון ובהרכב הגנטי של וירוסים רבים. RNA מסנתז חלבונים באמצעות תהליך המכונה תרגום, על ידי קריאת רצפים גנטיים ותרגומם להוראות לתאים ליצור חלבונים, שאחראים בעיקר על המבנה והתפקוד הכללי של האורגניזם, בין אם זה צמח או בעל חיים.
השתקת RNA, הידועה גם בשם הפרעות RNA, היא דרך שבה צמחים ובעלי חיים חסרי חוליות יכולים להגן על עצמם מפני וירוסים על ידי ביקוע RNA ויראלי כדי לדכא שכפול ויראלי.
מחקר זה מספק תובנה משמעותית שחשפה בבירור שהחלבון הקשור למנגנון השתקת ה-RNA, הידוע כמנגנון אנטי-ויראלי בצמח או חסר חוליות, קשור מאוד לתגובה אנטי-ויראלית גם ביונקים במנגנון אחר".
Tomoko Takahashi, מחבר שותף, חוקר אורח באוניברסיטת טוקיו ועוזר פרופסור באוניברסיטת Saitama, יפן
למרות שרווחה ההבנה שהשתקת RNA היא מנגנון הפועל בתנאים רגילים כדי לשלוט בביטוי הגנים (אם הגן "מופעל" כדי לספק הוראות לתא להרכיב את החלבון הספציפי שהוא מקודד), עדיין לא ברור כיצד התהליך הזה מתרחש תחת לחץ של זיהום ויראלי.
אז החוקרים בדקו את TRBP (קיצור של חלבון TAR RNA-binder), אשר הראה תפקיד משמעותי בהשתקת RNA במהלך זיהום ויראלי.
חלבון זה יוצר אינטראקציה עם חלבון חיישן וירוס בשלב מוקדם של זיהום בתאים אנושיים. בשלבים המאוחרים יותר של זיהום ויראלי, חלבונים הנקראים קספסים מופעלים, וסוג זה של חלבון אחראי בעיקר על הפעלת מוות של תאים.
"השתקת RNA ואיתות אינטרפרון נחשבו בעבר כמסלולים עצמאיים, אבל דיווחים מרובים, כולל שלנו, הדגימו דיבור צולב ביניהם", אמר קומיקו אואי-טי, מחבר נוסף ופרופסור חבר מאוניברסיטת טוקיו (בזמן המחקר).
המרה פונקציונלית זו של TRBP המופעלת על ידי זיהום ויראלי היא הבסיס לוויסות תגובת אינטרפרון ואפופטוזיס, כאשר TRBP מגביר באופן בלתי הפיך את המוות התאי המתוכנת של תאים נגועים, תוך הפחתת איתות אינטרפרון. TRBP פועל על התא על ידי גרימת מוות של תאים, עצירת שכפול הנגיפי לחלוטין, בניגוד למסלול התגובה של אינטרפרון, שפשוט מכניע את השכפול הנגיפי במקום לחסל את התאים הנגועים.
"המטרה הסופית היא הבנת המנגנון המולקולרי העומד בבסיס מערכת ההגנה האנטי-ויראלית, המתוזמר באמצעות יחסי הגומלין בין מסלולי RNA פנימיים וחיצוניים בתאים אנושיים", אמר טקהאשי.
על ידי השגת הבנה מעמיקה יותר של אופן פעולת ההגנות מפני וירוסים ברמה המולקולרית, החוקרים שואפים להניע את הפיתוח של תרופות חומצות גרעין. תרופות אלו משתמשות בגישות מיקוד ועיכוב הדומות לתגובה האנטי-ויראלית של השתקת RNA, והן מבטיחות להיות שימושיות יותר ויותר בטיפול במגוון רחב יותר של חולים הסובלים מזיהומים ויראליים, מוטציות גנטיות ופגמים גנטיים.
מחקר זה נערך בשיתוף פעולה עם אוניברסיטת סאיטאמה, אוניברסיטת צ'יבה, אוניברסיטת קיוטו והמכון הטכנולוגי מאבאשי ביפן.
