Wirusy wspomagają układ odpornościowy 16.01.2015

Przeciwciała są potrzebne układowi odpornościowemu do wyłapywania obcych cząsteczek, a wraz z nimi ich nosicieli, wirusów i bakterii. Dziwne byłoby oczekiwać, że same patogeny pomogą komórkom odpornościowym w produkcji broni przeciwko nim. Ale dla natury nie ma rzeczy niemożliwych - naukowcy z University of Texas Southwestern Medical Center, kierowani przez laureata Nagrody Nobla Bruce'a Beutlera, odkryli, w jaki sposób endogenne retrowirusy pomagają limfocytom B w syntezie przeciwciał.

Genom retrowirusów jest reprezentowany przez RNA, a kiedy wirus dostanie się do komórki, najpierw syntetyzuje DNA na matrycy RNA za pomocą enzymu odwrotnej transkryptazy. Ten wirusowy DNA jest integrowany z genomem komórkowym, po czym syntetyzuje się na nim masę cząsteczek wirusowego RNA, które z kolei służą jako matryce do produkcji białek wirusowych. Wszystko kończy się pakowaniem RNA w cząsteczki wirusa, które się wydostają.

Zdarza się jednak, że komórka hamuje syntezę wirusowego RNA, tak że wirus po zintegrowaniu z DNA gospodarza traci zdolność do namnażania się. Jego genom staje się rodzajem ładunku, który przechodzi z komórki macierzystej do komórki potomnej. A jeśli przeanalizujesz na przykład genom ssaków, możesz znaleźć wiele sekwencji retrowirusowych, które są w większości nieaktywne - po tym, jak komórkom zabroni się na nich syntetyzować RNA, one również wiele razy mutują, tak że w końcu stają się całkowicie bezpieczne i nieaktywne szczątki genetyczne.

Wydaje się jednak, że komórki B są w stanie wykorzystać śmieciowy wirusowy DNA. Korzyść jest związana z tak zwanymi antygenami TI-2. Antygenem jest każda cząsteczka, która wzbudza podejrzenia w układzie odpornościowym i zmusza go do podjęcia odpowiednich działań. Może to być obce białko lub powłoka lipopolisacharydowa komórki bakteryjnej lub cząstki wirusa. Ale układ odpornościowy inaczej „widzi” różne antygeny. Jeśli chodzi o białko, produkcja przeciwciał przeciwko niemu wymaga pomocy specjalnych komórek pomocniczych T: pobierają one wątpliwe białko i dosłownie pokazują je komórkom B, które uruchamiają syntezę przeciwciał przeciwko demonstrowanej im cząsteczce.

Jednak antygeny odmian TI, w tym TI-2, które są dużymi fragmentami polisacharydów z powtarzającymi się regionami w strukturze molekularnej, mogą być wykrywane przez same komórki B, bez pośredników. Wiadomo, że TI-2 oddziałuje w wielu punktach z receptorami komórek B, ale co dalej, jak uruchamia się synteza immunoglobulin, nie zostało jeszcze poznane.

Badania Beutlera i współpracowników rozpoczęły się od poszukiwania mutacji u myszy, których układ odpornościowy nie widział antygenów TI-2. Okazało się, że u takich zwierząt uszkodzone zostały szlaki sygnałowe reagujące na obce RNA i DNA w cytoplazmie. Ale dlaczego komórki B potrzebują sygnałów RNA i DNA do wytworzenia przeciwciał? W artykule w Science autorzy piszą, że antygeny TI-2 włączyły syntezę RNA we wszystkich sekwencjach retrowirusowych uśpionych w genomie komórkowym. W komórce pojawiło się dużo wirusowego RNA, na którym zsyntetyzowano DNA. Synteza wirusowych kwasów nukleinowych i synteza przeciwciał były bezpośrednio powiązane. Jeśli enzym odwrotnej transkryptazy (który wytwarza DNA na matrycy RNA) został wyłączony w komórkach B, synteza immunoglobulin dramatycznie spadła. Ale nawet wtedy wciąż istniała zapasowa ścieżka aktywacji: uruchomione zostało jedno mitochondrialne białko przeciwwirusowe, wykrywane przez RNA i dające sygnał do syntezy przeciwciał. Oznacza to, że nawet bez retrowirusowego DNA komórka mogłaby odpowiedzieć na sygnał antygenowy.

Eksperymenty przeprowadzono na układzie odpornościowym myszy, a jeśli wyniki zostaną potwierdzone na ludziach, będzie to miało ogromne znaczenie dla medycyny. Przecież np. terapia anty-HIV polega na tłumieniu odwrotnej transkryptazy wirusa niedoboru odporności – ale wtedy też odwrotna transkryptaza limfocytów B jest wyłączana, co, jak widzimy, jest bardzo ważne dla odpowiedzi na infekcję. Możliwe, że wspomaganie syntezy przeciwciał nie jest jedyną funkcją endogennych retrowirusów uśpionych w DNA, a dalsze badania mogą ujawnić inne sposoby, w jakie nasze komórki i komórki zwierzęce nauczyły się wykorzystywać na swoją korzyść dawne pasożyty.