Kredit: Domain Publik CC0
Selama infeksi, sistem hematopoietik beralih dari mode normal ke darurat. Ini meningkatkan pertahanan terhadap patogen. Para ilmuwan di Pusat Penelitian Kanker Jerman kini telah menemukan saklar epigenetik dalam sel punca darah dan sel progenitor tikus yang dapat memicu peralihan dari satu mode ke mode lainnya.
Jika program darurat hematopoiesis dimulai di dalam tubuh, ini menandakan keadaan alarm dari sistem kekebalan dan melayani dua tujuan berbeda: Dibandingkan dengan hematopoiesis dalam “mode normal”, program darurat menghasilkan peningkatan pengisian sel kekebalan yang dikonsumsi selama infeksi atau radang. Selain itu, program darurat menempatkan seluruh sistem kekebalan ke dalam pra-aktivasi yang membantu membersihkan infeksi lebih cepat.
Ciri khas dari program darurat adalah, misalnya, peningkatan laju pembelahan sel punca darah dan pergeseran keseimbangan sel darah putih dewasa demi sel myeloid (makrofag dan granulosit). Biasanya, program darurat dipicu oleh komponen molekuler khas patogen atau oleh zat pembawa pesan pro-inflamasi seperti interferon tertentu.
Tapi apa yang terjadi pada sel punca darah dan sel progenitor? Apakah ada sakelar seluler yang memicu program darurat? Para ilmuwan yang dipimpin oleh Nikolaus Dietlein dan Hans-Reimer Rodewald dari Pusat Penelitian Kanker Jerman menargetkan modifikasi epigenetik tertentu, disingkat H2Bub1.
Ini terlibat dalam pergantian gen yang diaktifkan oleh interferon sebagai akibat dari infeksi virus dan yang penting untuk pertahanan terhadap infeksi. Modifikasi, yang menempel pada protein pengemasan DNA, histon, dihilangkan lagi oleh enzim USP22.
Bisakah H2Bub1 dan USP22 menjadi saklar yang dicari yang memicu program darurat di sel punca darah? Para peneliti yang dipimpin oleh Rodewald menyelidiki hal ini pada tikus yang sel induk darahnya USP22 dimatikan secara genetik. Pada hewan ini, program darurat hematopoiesis dengan semua fitur utamanya berjalan tanpa infeksi yang terdeteksi atau peningkatan level interferon.
Hewan yang dimodifikasi secara genetik lebih mampu melawan infeksi bakteri Listeria monocytogenes daripada tikus normal. Selain itu, sel pemulung penting dalam darah mereka, granulosit neutrofil, lebih berhasil menelan bakteri.
Seperti yang diharapkan, materi genetik dalam sel darah hewan yang dimodifikasi gen juga memiliki lebih banyak modifikasi epigenetik H2Bub1. “Tingkat H2Bub1 yang meningkat tampaknya merupakan tombol alarm yang membuat sistem kekebalan tubuh dalam keadaan siaga. Secara khusus, ini menempatkan pertahanan kekebalan bawaan, yang sangat penting selama kontak awal dengan patogen, ke dalam kewaspadaan pertahanan yang tinggi,” kata Nikolaus Dietlein, penulis pertama dari publikasi saat ini. USP22, yang menghapus modifikasi H2Bub1, menghentikan peringatan pada hewan normal.
H2Bub1 dan USP22 juga ditemukan dalam sel manusia dan, menurut penelitian saat ini, melakukan fungsi yang sebanding dengan yang ada pada tikus.
Hans-Reimer Rodewald mengatakan, “Pada tikus, kami dapat menunjukkan bahwa modifikasi epigenetik meningkatkan pertahanan terhadap infeksi. Namun, bagaimana hilangnya USP22 mempengaruhi batang hematopoietik manusia dan sel progenitor masih belum diketahui dan sekarang harus diselidiki. Penghambatan terhadap USP22 oleh obat-obatan mungkin suatu hari nanti dapat membantu meningkatkan pertahanan kekebalan terhadap patogen. Namun sejauh ini, hal ini masih belum terbukti dan perlu diuji dalam penelitian lebih lanjut.”
Temuan ini dipublikasikan dalam jurnal Science Immunology.
Informasi lebih lanjut: Nikolaus Dietlein et al, Usp22 adalah pengatur intraseluler hematopoiesis darurat sistemik, Science Immunology (2022). DOI: 10.1126/sciimmunol.abq2061 Disediakan oleh Pusat Penelitian Kanker Jerman
Kutipan: Sakelar darurat epigenetik meningkatkan pertahanan terhadap infeksi (2022, 9 Desember) diambil 10 Desember 2022 dari https://medicalxpress.com/news/2022-12-epigenetic-emergency-defense-infections.html
Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.