כמחצית מהגנום האנושי מורכב משברי DNA שמקורם בנגיפים עתיקים. ה"אלמנטים הניתנים להעברה" (TEs) אלה ידועים כיום כממלאים תפקידים שונים בוויסות ביטוי גנים והתפתחות מחלות. כעת, צוות בינלאומי בראשות חוקרי KAUST הראה שאלמנט הניתן להעברה נפוץ בשם LINE-1 RNA ממלא תפקיד חיובי בהפעלת תיקון העצם, עם יישומים פוטנציאליים בטיפול באוסטיאופורוזיס ובמחלות רבות אחרות.
"פעם כונתה 'דנ"א זבל', מדענים חשבו ש-TEs לא רלוונטיים או אפילו מזיקים", אומרת מדענית המחקר Arianna Mangiavacchi ב-KAUST, שעבדה על המחקר עם חבר הסגל ולריו אורלנדו ועמיתיו לעבודה. "עם זאת, תפקידים חיוביים רבים עבור TEs נחשפים כעת, והעבודה שלנו על תיקון עצם מוסיפה ידע חדש לתחום זה."
המחקר של Mangiavacchi ואורלנדו מתמקד בתהליכי הזדקנות וכיצד הגוף מגיב לגורמי לחץ סביבתיים לאורך זמן. מדענים יודעים שרמות ה-TE עולות ככל שאנשים מזדקנים, אך תפקידם בבריאות הרקמות אינו מובן היטב. עבודה קודמת של Mangiavacchi ועמיתיו הציעה קשר בין פעילות RNA LINE-1 לבריאות העצם, ולכן הצוות ביקש לאמת את המנגנונים הפועלים.
ראשית, הצוות ערך ניסויי רצף על עכברים עם שברים בעצמות ומצא ש-TEs, במיוחד LINE-1 RNA, היו מווסתים לפרק זמן קצר לאחר השבר.
מחקרים נוספים הראו ש-LINE-1 RNA הפעיל תוכנית של דלקת מווסתת בקפידה, אשר בתורה גרמה למסלול איתות ספציפי לתיקון השבר."
אריאנה Mangiavacchi, מדענית מחקר, KAUST
לאחר מכן בחנו החוקרים TEs בתאי עצם (אוסטאובלסטים) שנלקחו מנשים לאחר גיל המעבר עם אוסטיאופורוזיס וקבוצת ביקורת בריאה. TEs, במיוחד LINEs, היו מווסתים חזק בירכיים בריאות עם צפיפות עצם גבוהה, בעוד אלו עם צפיפות עצם נמוכה יותר ואוסטאופורוזיס הפגינו ביטוי נמוך של LINE.
"הוספנו RNA LINE-1 סינתטי לתרביות התאים הללו, והתוצאות היו ברורות באופן מפתיע", אומר Mangiavacchi. "אוסטאובלסטים שטופלו ב-LINE-1 RNA הציגו פנוטיפ ייחודי שבו מטריצת העצם נוצרה בשפע ובמהירות. באופן מכריע, תאים שמקורם בחולים אוסטאופורוטיים חולצו על ידי הטיפול ב-LINE-1 RNA."
"נראה שגוף האדם אימץ TEs ויראליים כדי לעורר תגובה דלקתית לנזק, ובכך להניע את המערכת החיסונית המולדת לתקן את העצם והרקמות. מה שנקרא 'הצד האפל' של TEs נרכש בכוונה לתוך הגנום שלנו, מה שאיפשר לנו להסתגל ולהיות עמיד יותר", אומר אורלנדו.
התגלית הזו מוגנת על ידי שני פטנטים, האחד מורשה לחברת הביוטק Altos Labs בקליפורניה, והשני לחברת הסטארט-אפ RepeatEra, שהוקמה על ידי אורלנדו ומנג'יאבצ'י, כדי לקחת את הטיפול הפרו-רגנרטיבי שלהם לניסויים קליניים.
"אנו מאמינים שמנגנון זה אינו בלעדי לעצם, ולכן לטיפולים המבוססים על LINE-1 RNA סינתטי יכולים להיות יישומים רבים, החל מתיקון הקרנית ועד לקוסמטיקה המגנה על העור", אומר Mangiavacchi. "אנו נרגשים להרחיב את התוצאות הללו ולהבין כיצד TEs משפיעים על סוגי תאים אחרים."
