_ ADN atașat la nanoparticule s-a descoperit că contribuie la simptomele lupusului

Bolile autoimune sunt misterioase. Abia în anii 1950 oamenii de știință și-au dat seama că sistemul imunitar poate dăuna organelor propriului său corp. Chiar și astăzi, cauzele fundamentale și funcționarea interioară a majorității bolilor autoimune rămân prost înțelese, limitând opțiunile de tratament pentru multe dintre aceste afecțiuni.

Cu toate acestea, în ultimii câțiva ani, cercetările au găsit indicii despre modul în care bolile autoimune ar putea apărea. Această cercetare a arătat că ADN-ul atașat la particule mici din fluxul sanguin este un vinovat probabil implicat în multe boli autoimune, în special lupusul eritematos sistemic, sau doar lupusul pe scurt, care afectează în primul rând femeile tinere și poate provoca leziuni renale.

Cercetătorii de la Universitatea Duke au dezvoltat acum o modalitate de a testa sistematic modul în care aceste particule legate de ADN interacționează cu sistemul imunitar. Folosind particule minuscule de dimensiuni specifice, atașând catene de ADN de anumite lungimi și expunând complexele rezultate la celulele imune într-un vas de laborator, cercetătorii arată că este posibilă o mai bună înțelegere fundamentală a acestor boli.

Rezultatele. au fost publicate în Proceedings of the National Academy of Sciences.

„Abordarea noastră a identificat calea celulară care provoacă răspunsul dăunător la aceste particule hibride și a arătat că ADN-ul legat de suprafețele nanoparticulelor este protejat de a fi degradate de enzime”, a spus Christine Payne, profesor de inginerie mecanică și știință a materialelor din familia Yoh. „Credem că acestea sunt rezultate extrem de importante care vor constitui baza pentru studiile viitoare cu noul nostru sistem.”

În timp ce ADN-ul este de obicei blocat în nucleul unei celule, adesea intră în fluxul sanguin atunci când celulele mor sau sunt atacate de viruși și bacterii. În timp ce majoritatea așa-numitului „ADN fără celule” durează doar câteva minute înainte de a fi descompus de organism, în unele persoane și situații, acesta poate persista mult mai mult timp. În lucrări recente, nivelurile ridicate de ADN fără celule au fost strâns legate de severitatea simptomelor lupusului, iar mulți medici testează acum modalități de a-l utiliza pentru a monitoriza activitatea bolii.

ADN-ul fără celule poate scăpa. eliminarea în mare parte prin formarea de complexe cu alte molecule sau atașarea la particulele naturale. În funcție de originea ADN-ului, acesta poate varia în lungime de la câteva sute de perechi de baze la câteva mii. Iar particulele pe care le poate atașa variază între 100 și 1000 de nanometri în diametru.

„Experimentarea cu particulele găsite de fapt în sânge este dificilă, deoarece acestea vin în atât de multe dimensiuni și combinații diferite”, a spus dr. David. Pisetsky, profesor de medicină și imunobiologie integrativă la Duke University School of Medicine.

„Unde lucrările anterioare s-au concentrat pe utilizarea nanoparticulelor pentru terapie, aici explorăm utilizarea participiilor pentru a înțelege mecanismele bolii, care pot fi foarte informativ pentru întrebări medicale importante.” Payne a lucrat cu membrii laboratorului ei pentru a fabrica particule sintetice strict controlate la ambele capete ale spectrului de mărime natural.

Au atașat apoi fire de ADN de la E. Coli, fie de câteva sute de perechi de baze, fie de 10.000 de baze. perechi lungi, până la particule atât mari, cât și mici. Cu o gamă largă de complexe ADN-particule sintetice în mână, au amestecat diverse combinații cu macrofagele umane, un tip de globule albe care înconjoară și ucide microorganismele, îndepărtează celulele moarte și stimulează acțiunea altor celule imunitare.

„M-am alăturat laboratorului în urmă cu peste un an și am lucrat la caracterizarea coroanelor cu nanoparticule pentru a le înțelege dimensiunea, cantitatea de ADN și modul în care se degradează ADN-ul”, a spus Diego Montoya, student în anul trei. student care lucrează în laboratorul lui Payne și coautor al lucrării. „A fost foarte distractiv și un privilegiu să lucrez cu toată lumea la această cercetare.”

Prima observație importantă făcută de echipa a fost că ADN-ul atașat la nanoparticule era protejat de enzimele degradante și că nanoparticulele mai mari oferă mai multă protecție. .

„Credem că enzimele ar putea să nu poată accesa ADN-ul pentru a-l distruge din cauza formei pe care o are ADN-ul cu suprafața nanoparticulei”, a spus Faisal Anees, Ph.D. student în laboratorul lui Payne. „Dar ar putea exista și alte efecte, așa că aceasta este o întrebare la care încercăm să răspundem mai definitiv acum.”

Rezultatele au arătat că macrofagele au răspuns la toate tipurile de complexe ADN-particule producând inflamații. semnale pentru alte celule să urmeze, un semn distinctiv al multor boli autoimune. Ei au demonstrat, de asemenea, că acest răspuns este creat printr-o cale de semnalizare specifică numită cGAS-STING.

Cercetătorii subliniază că rezultatele combinate nu oferă încă o armă de fumare pentru cauza lupusului sau a altor boli autoimune, care sunt probabil variate și nuanțate.

„Toate modurile în care sistemul imunitar se atacă în sine sunt cu adevărat complexe, greu de înțeles și dificil de tratat”, a spus Payne. „Această abordare oferă cercetătorilor o modalitate de a analiza și de a identifica factorii pe care nu i-ar putea face cu un sistem pur biologic.”

„Acum avem un sistem model bine definit care ne oferă capacitatea pentru a pune aceste întrebări despre cauzalitate versus corelație”, a adăugat Pisetsky, care cercetează bolile autoimune de aproape jumătate de secol. „De asemenea, ne oferă o nouă metodă de explorare a potențialelor terapii.”

(Fluierul)