Количество обнаруживаемых случаев аутоиммунных заболеваний каждый год увеличивается на 3-9%. Значимую роль в их развитии играют генетические факторы, однако последние слабо изучены на молекулярном уровне. Ученые ИТМО совместно с эстонскими коллегами провели анализ человеческого генома. Исследование позволило составить карту молекулярных изменений генома, которые влияют на развитие аутоиммунных заболеваний и аллергии. В будущем это поможет выработать новое, более эффективное лечение. Работа опубликована в журнале Nature Communications, об исследовании рассказали в университете.
«Мы решили подойти к проблеме аутоиммунных заболеваний с точки зрения эволюционной геномики и предположили, что часть генетических нарушений, которые вызывают эти заболевания, являются эволюционными адаптациями. Они закреплялись в иммунной системе в процессе эволюции, чтобы мы лучше боролись с патогенами. За этими адаптациями стоят генетические изменения, и если раньше они помогали нам выживать, то сегодня, когда существуют больницы и антибиотики, они проявляют свою оборотную сторону и вносят вклад в развитие аутоиммунных и аллергических заболеваний. В биологии есть такая гипотеза “заплати потом”, согласно которой эволюционные изменения закреплялись только для того, чтобы организмы сиюминутно выжили и дали потомство — дальнейшие последствия в виде склероза, диабета, псориаза и других аутоиммунных заболеваний не так важны для эволюции», — рассказывает один из авторов исследования и руководитель научной группы Баязит Юнусбаев.
Авторы работы применили биоинформатические методы — моделировали и реконструировали эволюционный процесс генетических изменений в конкретной части генома с помощью вычислений на суперкомпьютерах. Научная группа проанализировала базу данных из более чем 2300 секвенированных геномов человека — из них выделили 535 геномных локусов (участков), связанных с риском аутоиммунных и аллергических патологий. Всего исследовательская группа изучила 21 патологию: диабет первого типа, астму, артрит, псориаз и другие.
Работа показала, что около трети изученных локусов риска (204), связанных с аутоиммунными и аллергическими заболеваниями, находились под влиянием естественного отбора. Также выяснилось, что в 40% случаев наиболее вероятные нуклеотидные замены, связанные с болезнью, являются, скорее всего, мишенью естественного отбора. Кроме того, исследователи определили, что запускает аутоиммунное заболевание все же вторжение в организм вирусов и бактерий, только ответ выходит слишком сильным.
Следующий шаг — провести эксперименты для проверки своих гипотез. Например, изучить, как конкретные вирусы и бактерии-провокаторы влияют на регуляцию генов, связанных с аутоиммунными и аллергическими заболеваниями. Ученые планируют изучить на клетках иммунной системы пациентов, как меняется регуляция генов в ответ на инфекционные триггеры.
Новое исследование показало, как чума XIV века отразилась на генах европейцев
Ослепший пациент помог понять, как COVID-19 заставляет иммунную систему атаковать собственное тело