Ons immuunsysteem is geweldig om ons te beschermen tegen de ziektekiemen die ons elke dag omringen - maar elke machine heeft zijn knikken.
Eén gen, dat het lichaam beschermt tegen auto-immuunziekten (waarbij het lichaam zichzelf aanvalt), helpt ook in het geheim virussen binnen te halen door ze niet-detecteerbaar te maken. Maar hoe het verhaal eindigt, hangt af van hoeveel virus probeert binnen te dringen, volgens een nieuwe studie die gisteren (29 november) is gepubliceerd in het tijdschrift PLOS Biology.
Dit gen, het adenosinedeaminase genaamd dat werkt op RNA 1 of ADAR1, beschermt het lichaam tegen grote hoeveelheden van het virus, maar nodigt het uit als er maar een klein aantal virussen op de deur klopt, vonden de wetenschappers.
ADAR1 en het eiwit waarvoor het codeert, beschermt het lichaam tegen aanvallen door dubbelstrengs RNA, een genetisch familielid van DNA, te vinden en uit te pakken in enkele strengen. RNA kan zowel in enkelvoudige als dubbelstrengige vormen voorkomen en speelt meerdere rollen in het lichaam.
Het is onduidelijk waarom dubbelstrengs RNA in de eerste plaats het immuunsysteem activeert, maar het zou terug kunnen gaan naar de oorsprong van het vroege leven op aarde, zei senior auteur Roberto Cattaneo, een professor biochemie en moleculaire biologie aan de Mayo Clinic in Rochester, Minnesota.
Een theorie stelt dat primitieve cellen alleen RNA als genetisch materiaal bevatten. Uiteindelijk begonnen cellen echter DNA te gebruiken, terwijl virussen voornamelijk begonnen te coderen voor genetische informatie in RNA. (Niet alle virussen slaan hun genetische informatie op in RNA, sommige bewaren ze in DNA.) Dus "cellen begonnen een aangeboren immuunsysteem op te bouwen om zichzelf te verdedigen om dubbelstrengs RNA als indringer te herkennen", vertelde Cattaneo aan WordsSideKick.com.
Wanneer het ADAR1-gen defect is, kan het sommige dubbelstrengs RNA dat door het lichaam wordt geproduceerd niet transformeren in enkelstrengs RNA. De ongerepte dubbele strengen activeren vervolgens het immuunsysteem en kunnen leiden tot een auto-immuunziekte die zuigelingen treft, het Aicardi-Goutiéres-syndroom. Deze ernstige aandoening veroorzaakt volgens het National Institute of Health problemen in de hersenen, het immuunsysteem en de huid. Maar 'patiënten met een defect in dit eiwit ... bestrijden virussen eigenlijk best goed', zei Cattaneo.
Het team gebruikte de krachtige tool voor genbewerking CRISPR-CAS9 om ADAR1 in menselijke cellen in het laboratorium te verwijderen, terwijl andere cellen intact bleven. Vervolgens infecteerden ze cellen met het functionerende gen of het verwijderde gen met verschillende hoeveelheden mazelenvirus. (Het mazelenvirus slaat zijn genetische informatie op in RNA in plaats van in DNA. En hoewel het virus gewoonlijk enkelstrengs RNA maakt, kan het fouten maken en ook enkele dubbelstrengige kopieën vormen.) Het team infecteerde ook de cellen met een gemuteerde mazelen virus dat meer dubbelstrengs RNA droeg en keek wat er gebeurde.
Ze vonden in de cellen zonder ADAR1 zelfs een kleine hoeveelheid dubbelstrengs viraal RNA activeerde het immuunsysteem. Cellen met een functionerende ADAR1 bewerkten, zoals verwacht, het dubbelstrengige RNA. In deze cellen ontdekten ze dat de drempel voor het activeren van de alarmbellen van het immuunsysteem ongeveer 1000 fragmenten van dubbelstrengs viraal RNA is. Meer dan dit en het immuunsysteem merkt het virus op.
Hachung Chung, een postdoctoraal onderzoeker aan de Rockefeller University in New York City, die niet betrokken was bij het onderzoek, zei dat het belangrijk is om nu de mechanismen te achterhalen die verschillende vormen van het ADAR1-gen gebruiken om viraal dubbelstrengs DNA te transformeren.
Mazelen is niet het enige virus dat het immuunsysteem kan kapen, en Cattaneo zei dat hij hoopt de activeringsdrempels voor andere virussen te bepalen, zoals het gele koortsvirus en het Chikungunya-virus (die beide worden verspreid door muggen). Het wijzigen van de drempel kan mogelijk leiden tot antivirale behandelingsopties, zei Cattaneo.
