מחקר חדש שנערך על ידי LMU ו- Helmholtz Munich מראה כיצד שולטים פתוגנים משתנים במשטח התא שלהם כדי להתחמק ממערכת החיסון.
מערכת החיסון מגיבה לזיהום על ידי ייצור נוגדנים המזהים ונקשרים למשטח התא של הפתוגן, ובכך מסמנת אותה כפורץ ומפעילה תגובה חיסונית. כדי שזה יעבוד, הנוגדנים המיוצרים חייבים להתאים בדיוק למולקולות הממברנה של הפתוגן, כמו מפתח המתאים למנעול.
פתוגנים רבים מתחמקים מהתגובה החיסונית של המארח על ידי שינוי מעת לעת אנטיגנים פני השטח שלהם כך שנוגדנים קיימים כבר לא מזהים אותם. "אסטרטגיה זו ידועה בשם וריאציה אנטיגנית", מסבירה הפיזיקאית מריה קולומה-טצ'ה, שהיא פרופסור לגנומיקה פונקציונלית וביולוגיה תאים במרכז הביו-רפואי של LMU ומובילה של קבוצת המחקר האפיגנומיקה החישובית בהלמהולץ מינכן. "וריאציה אנטיגנית ניכרת במגוון רחב של פתוגנים רחוקים מבחינה אבולוציונית", מוסיף פרופסור ניקולאי סיגל, ביוכימאי ומנהיג של קבוצת המחקר הטריזיטולוגיה המולקולרית (יו"ר הטפילים הניסיוניים, המחלקה למדעים וטרינריים) במרכז הביו -רפואי.
במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת טֶבַעColomé-Tatché and Siegel חקרו את ביטוי הגנים של טפיל המודל Trypanosoma bruceiהמועבר באמצעות זבובי Tsetse וגורם לחולי שינה אפריקאים אצל בני אדם ומזיק נגנה אצל בעלי חיים. "טריפנוזומים הם אדונים להסתתר ממערכת החיסון באמצעות וריאציה אנטיגנית", אומר סיגל. "התאים שלהם מעוגנים על ידי מעיל צפוף והומוגני של גליקופרוטאינים פני השטח, אותם הם מחליפים בתבניות תקופתיות ולא אקראיות."
עד כה, מעט היה ידוע על המנגנונים העומדים מאחורי שינויים אלה בביטוי האנטיגן. הפער הזה בידע שלנו מילא המחקר בהובלת קולומה-טצ'ה וסיגל, שגילה כיצד נקבע רצף הביטוי האנטיגן. "כעת אנו יכולים לחזות איזה אנטיגן מופעל הבא ומופיע על פני השטח של טריפנוזומים", אומר קולומה-טצ'ה. בנוסף למומחים מ- LMU, המחקר כלל חוקרים מהלמהולץ מינכן ושותפים לשיתוף פעולה בינלאומי מארצות הברית ובריטניה.
אחד האתגרים הגדולים ביותר עבור הצוות היה לעקוב אחר שינויים בטרנסקריפטום וסידור מחדש גנומי פוטנציאלי בתאים בודדים במהלך אירוע מתג. לשם כך, החוקרים הקימו גישה רגישה מאוד לתאי RNA חד-תאים כדי להשיג בדיוק משימה זו.
טריגר חשוב למיתוג אנטיגן הוא הפסקה של גדיל כפול בגן המקודד אנטיגן. "הנתונים שלנו מראים כי סוג מנגנון התיקון וביטוי האנטיגן שהתקבל תלוי בזמינות של תבנית תיקון הומולוגית בגנום", אומר קולומה-טצ'ה.
כאשר הייתה תבנית כזו זמינה, התיקון המשיך באמצעות המרת גנים קטע, ויצר גנים חדשים לקידוד אנטיגן פסיפס. לעומת זאת, בהיעדר תבנית מתאימה, הופעל גן מקודד אנטיגן סוכן טלומר מחלק אחר בגנום.
צוות המחקר משוכנע כי גילוי מנגנונים אלה לבקרת וריאציה אנטיגנית יכול לתרום תרומה מכריעה להתפתחות של תרופות חדשות – ולא רק נגד טריפנוזומים, אלא גם פתוגנים רבים אחרים.
בנוסף, המחקר שלנו מדגים את כוחן של שיטות רצף RNA חד-תאי יחיד רגישות באיתור סידור מחדש גנומי המניע שינויים בתמלול ברמה היחידה. "
פרופסור ניקולאי סיגל, ביוכימאי
הקרבה של שתי קבוצות המחקר במרכז הביו-רפואי של LMU (יו"ר הכימיה הפיזיולוגית) והאינטרסים המחקרים המשלימים של סיגל (ביולוגיה מולקולרית ומערכות בפתוגנים) וקולומה-טצ'ה (ביולוגיה חישובית ו"אפיגנטה ", הובילו לפרויקטים של דוקטורטציה של Marie Sklaboelska. (דינמיקת כרומטין).
