Śmieciowe DNA w celiakii - Dolina Biotechnologiczna
advertisement
Śmieciowe DNA w celiakii Większość naszego genomu to niekodujące białek DNA. Nie oznacza to jednak, że te fragmenty kodu genetycznego nie pełnią żadnej funkcji w organizmie. Najnowsze badania sugerują, że tzw. śmieciowe DNA zawiera region zaangażowany w rozwój celiakii. Celiakia (choroba trzewna) jest immunologiczną chorobą przewlekłą, która manifestuje się nietolerancją obecnego w zbożach (pszenica, żyto, jęczmień) glutenu. Działa on toksycznie na organizm osób z tym schorzeniem, prowadząc do reakcji zapalnej w obrębie jelita cienkiego. To z kolei powoduje zanik kosmków jelitowych i upośledza wchłanianie składników odżywczych. Jedyną formą leczenia celiakii jest utrzymanie ścisłej diety bezglutenowej przez całe życie. Pomimo tego, że celiakia rozwija się u osób z predyspozycjami genetycznymi, to zaledwie 1% z 40% populacji z polimorfizmami HLA-DQ2 i DQ8 rozwija chorobę (oznaczanie metodą PCR tych polimorfizmów wykorzystuje się w określaniu ryzyka rozwoju celiakii i diagnozowaniu atypowych form choroby). Celiakia jest bardzo złożoną genetycznie chorobą, w której rolę odgrywa wiele polimorfizmów. Według najnowszych badań jednym z czynników sprawczych schorzenia jest tzw. śmieciowe DNA (ang. junk DNA). Są to wielokrotnie powtarzające się niekodujące białek fragmenty DNA, które przez wiele lat uważane były za elementy nie posiadające żadnej funkcji. Okazało się jednak, że znajdują się tam fragmenty DNA działające jak panel kontrolny z przełącznikami regulującymi funkcjonowanie genów. Bez tych przełączników geny nie funkcjonowałyby. „Śmieciowe” DNA reguluje ważne procesy w naszym organizmie, takie jak odpowiedź immunologiczna, których zaburzenie może stać się przyczyną rozwoju chorób o podłożu autoimmunologicznym. Kluczowy gen dla odpowiedzi immunologicznej w celiakii – lnc13- został znaleziony w regionie śmieciowego DNA. Kwas rybonukleinowy produkowany przez ten gen należy do rodziny długiego niekodującego RNA (ang. long noncoding RNA, lncRNA), pełniącego rolę modulatora ekspresji genów. Jest on odpowiedzialny m.in. za utrzymanie prawidłowego poziomu ekspresji genów czynników prozapalnych. LncRNA odgrywa rolę w etiopatogenezie celiakii Źródło Wikimedia Commons, autor Vossman, licencja CC BY SA 3.0 Lnc13 reguluje ekspresję genów poprzez wiązanie się z hnRNPD, które należy do rodziny hnRNP (ang. heterogeneous nuclear ribonucleoproteins). Lnc13 hamuje ekspresję genów w makrofagach, prawidłowo stymulowaną sygnałem rozwoju procesu zapalnego. Region ten oddziałuje z białkami zaangażowanymi w regulację dostępności chromatyny. W przeprowadzonych badaniach stymulacja makrofagów komponentami ściany komórkowej bakterii zmniejszyła ekspresję lnc13. To doprowadziło do sytuacji, gdzie geny poszczególnych elementów odpowiedzi zapalnej nie podlegają właściwej regulacji, a ich ekspresja wzrasta. Zaobserwowany spadek poziomu lnc13 w tkance jelit chorych wskazuje, że region ten odgrywa ważną rolę w patogenezie chorób o podłożu autoimmunologicznym. Co więcej, u pacjentów z celiakią obserwuje się występowanie wariantu omawianego regionu o zmodyfikowanej funkcji. Wariant lnc13 wiąże hnRNPD z mniejszą wydajnością. Fakt ten pomaga w zrozumieniu związku polimorfizmów pojedynczych nukleotydów z chorobą trzewną. Badania potwierdzają jak ważne w rozwoju różnych schorzeń są regiony genomu uważane niegdyś za bezużyteczne. Odkrycie otwiera drzwi dla nowych możliwości diagnostycznych w celiakii. Na podstawie dotychczasowych wyników, zespół badawczy planuje prowadzenie dalszych obserwacji tego regionu genomu w celu stwierdzenia czy niski poziom badanego RNA jest cechą charakterystyczną dla wczesnego stadium celiakii i innych chorób autoimmunologicznych. Być może lnc13 stanie się przydatnym narzędziem diagnostycznym wczesnych stadiów tego rodzaju schorzeń. mgr Agnieszka Helis, diagnosta laboratoryjny Piśmiennictwo: Castanellos-Rubio A. et al. A long noncoding RNA associated with susceptibility to celiac disease. Science, 2016; 352, 6281: 91-95. Data publikacji: 17.04.2016r.
