Группе международных ученых под руководством Гейдельбергского университета, Медицинского факультета Мангейма и Университета Ньюкасла (Великобритания) удалось расшифровать новый механизм перемещения иммунных клеток путем изучения сосудистых заболеваний. Удивительно, но тонкая настройка этого фундаментального процесса иммунной защиты осуществляется системой редактирования РНК (ADAR2) в эндотелиальных клетках, выстилающих кровеносные сосуды. Эти знания могут открыть новые терапевтические подходы к большому количеству воспалительных заболеваний.
Когда наше тело получает травму или заражается патогенами, химические сигналы, называемые цитокинами, заставляют иммунные клетки покинуть кровоток и пройти через стенку кровеносного сосуда к месту травмы или инфекции. Этот процесс перемещения иммунных клеток необходим для естественной защиты организма.
Однако если этот процесс активируется хронически, это может привести к хроническому воспалению тканей и повреждению органов, что, в свою очередь, способствует развитию хронических воспалительных заболеваний, включая болезни сердца и рак. Таким образом, перенос иммунных клеток является важным параметром, который можно использовать для регуляции воспалительных процессов и который находится в центре внимания при разработке лекарств для лечения широкого спектра заболеваний.
Международная исследовательская группа провела свои исследования на примере ишемической болезни. При ишемических заболеваниях наш организм испытывает недостаток кислорода в пораженных тканях, что вызывает выработку цитокинов. Наиболее частым последствием хронической ишемической болезни сердца является сердечная недостаточность.
«Хроническое воспаление является важным механизмом, лежащим в основе ишемической болезни сердца. Люди, перенесшие сердечный приступ, подвержены высокому риску второго сердечного приступа, развития сердечной недостаточности или возникновения других осложнений. Если мы поймем, как иммунные клетки рекрутируются в сердце после острого сердечного приступа или при хронической ишемической болезни сердца мы можем разработать новые терапевтические средства, которые могут снизить этот риск, известный как остаточный риск», — говорит профессор Константинос Стеллос.
Вместе с биологом по РНК и первым автором исследования доктором Айкатерини Гациоу он проделал большую часть работы в Ньюкаслском университете в Великобритании. С его переходом на пост председателя отдела сердечно-сосудистых исследований на медицинском факультете Мангейма Гейдельбергского университета в 2021 году он продолжил свою работу оттуда.
Открытие того, что РНК-фермент управляет воспалительной реакцией в сердце или в других ишемизированных мышечных тканях, делает его многообещающей мишенью для различных воспалительных заболеваний. ADAR2 (аденозиндеаминаза, действующая на РНК-2) точно катализирует замену буквы алфавита РНК, называемой аденозином, на другую букву, называемую инозином, в определенных участках РНК, процесс, называемый редактированием РНК.
Исследователи определили от разрешения одного нуклеотида до уровня органа точный механизм, с помощью которого редактирование РНК контролирует перенос иммунных клеток при ишемических заболеваниях.
«Мы считаем, что серьезным препятствием для быстрой разработки новых методов лечения является тенденция фундаментальных исследований основывать научные наблюдения на одном уровне анализа. Поскольку мы многоуровневые организмы, усилия по обнаружению новых путей, которые могут быть нацелены на фармакологию, были бы наиболее эффективными. если все механистические уровни будут исследованы и протестированы с использованием человеческих и мышиных первичных клеток, экспериментальных моделей заболеваний и биопсий человека.Это именно то, что мы имели в виду при разработке этого исследования, которое было реализовано с помощью нескольких экспертов из разных областей исследований. которые внесли значительный вклад в это исследование», — объясняют профессор Стеллос и доктор Гациоу.
РНК-фермент ADAR2 может быть не только сам по себе терапевтической мишенью, но и его активность может быть использована в качестве альтернативного инструмента технологиям редактирования генома. Редактирование ДНК с помощью генных ножниц CRISPR/Cas9 теперь позволяет ученым специально модифицировать ДНК организма для лечения болезней. Однако технология таит в себе и риски, так как приводит к необратимым изменениям в ДНК.
«Использование редактирования РНК представляет собой более многообещающий подход к разработке методов лечения воспалительных заболеваний, таких как сердечная недостаточность , рак и аутоиммунные заболевания. короткое время жизни РНК. Наше исследование обеспечивает интегративную основу для таких усилий», — говорит доктор Айкатерини Гациоу. «Интересно, что несколько исследовательских групп работают над использованием ферментов ADAR человека в качестве управляемых машин для редактирования РНК», — добавляет профессор Стеллос.
Учитывая, что воспаление является распространенным механизмом при ряде патологий, результаты этой работы могут произвести революцию в лечении многих заболеваний. Результаты были опубликованы онлайн сегодня в Immunity.
