Исследователи из отдела синтетической биологии и иммунологии исследовали иммунитет человека в течение десятилетия и сделали очень важный шаг к пониманию механизма активации иммунного ответа.
Открытие, которое вносит существенные улучшения в разработку современных вакцин и противораковой иммунотерапии, было обнародовано в мае этого года. В публикации говорится о результатах исследований механизмов активации врожденного иммунного ответа на бактериальные и вирусные инфекции.
В течение десяти лет лаборатория Института химии изучала иммунный ответ нашего организма, роль которого заключается в обнаружении и реагировании на патогенные инфекции, а также в восстановлении повреждений и удалении раковых клеток.
Исследователь Мойца Бенчина объяснила, что у человеческого организма есть три уровня защиты от инфекций. Когда механическая защита кожи и жидкостей организма недостаточна, запускается врожденный иммунный ответ, за которым следует приобретенный иммунный ответ.
Словенские исследователи прежде всего касались средней стадии - врожденной иммунной системы, которая передается по наследству. Часть этой системы также представлена рецепторами. Роль рецептора заключается в распознавании бактериальной и вирусной ДНК, таким образом вызывая иммунный ответ в этих клетках и подготавливая человека к защите от инфекции. При определенных условиях рецептор может также распознавать собственную ДНК человека, вызывая аутоиммунные заболевания, такие как. ревматоидный артрит, волчанка и другие.
Помощь коротких сегментов ДНК также может быть эффективной:
Ранее было известно, что этот рецептор активируется более длинными сегментами ДНК. Словенские исследователи обнаружили,что белок TLR9 также распознает очень короткие фрагменты ДНК. Они выяснили, что очень короткие фрагменты усиливают иммунный ответ.
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) - это молекула, которая несет генетическую информацию обо всех живых организмах. Исследователи обнаружили новое четырехцепочечное структурное семейство ДНК, получившее название AGCGA-квадруплексы. В дополнение к хорошо известной двойной спирали, до сих пор известны только два четырехцепочечных структурных семейства ДНК: G-квадруплексы и i-мотивы.
Знание структур, в которые складываются нити ДНК, необходимо для успешного развития и определения свойств активных веществ. Исследователи обнаружили, что репликации ДНК, называемые AGCGA, встречаются в генах, связанных с аутизмом, раком, развитием костей и хрящей.
«Это открытие, которое еще не было описано ни в одной научной литературе. Мы добавили что-то новое в мозаику знаний о рецепторе TLR9», - пояснила Бенчина.
По словам исследователя, активаторы рецептора TLR9 очень важны для фармацевтической промышленности. Их производство простое и недорогое, а эффекты на здоровье и человека в целом предсказуемы и хорошо изучены, что делает их подходящими вакцинными добавками. Поэтому фармацевтическая промышленность вкладывает значительные средства в использование этого активатора рецепторов при приготовлении современных лекарств.
По словам Бенцина, открытие может помочь в медицине.
Открытие ученых из Химического института может помочь в различных областях применения в медицине. Это открытие, среди прочего, важно для разработки новых активаторов рецепторов, для приготовления более эффективных вакцин и для иммунотерапии рака. В то же время открытие указывает нам на то, что доказанное содержание очень коротких фрагментов ДНК может влиять на развитие и стойкость воспаления при аутоиммунных заболеваниях.
Исследование было полностью разработано и проведено в Институте химии на кафедре синтетической биологии и иммунологии и с помощью оборудования Центра передового опыта ENFIST.
Работой руководили Мойка Бенчина и Роман Джерала, а также первый автор Йелка Похар, Душко Лайнщек, Каролина Ивичак и другие. Несколько студентов также участвовали в исследовательской работе и получили за свой вклад в науку денежное вознаграждение от государственного исследовательского агентства.
Исследователи из Химического института уже начинают проект по улучшению вакцин, и исследование того, как клетки могут быть дистанционно активированы с помощью ультразвука.
Как добавил исследователь, из-за текущего состояния финансирования науки все думают о том, какие эксперименты проводятся, чтобы не тратить слишком много денег.
«Мы должны много думать о поиске инновационных способов избежать затрат. Поэтому все больше и больше мы думаем о том, на чем сфокусировать нашу науку, потому что в отсутствие финансирования определенные эксперименты не могут быть проведены».