Διερεύνηση του μοριακού μηχανισμού που συσχετίζει την πρόκληση γενετικών αλλοιώσεων με την εκδήλωση ανοσολογικών αποκρίσεων στα μακροφάγα και το πάγκρεας
Authors: Χατζηδουκάκη Ουρανία 
Published: June 2022

Βλάβες σε γονίδια επιδιορθωτικών μηχανισμών του γονιδιώματος έχουν συσχετιστεί με ποικιλία ανθρώπινων ασθενειών με χαρακτηριστικά προγηρίας, υποδηλώνοντας με αυτό τον τρόπο την αλληλένδετη σχέση της συσσώρευσης βλαβών στο γονιδίωμα με τη γήρανση. Άμεσα συσχετιζόμενη είναι και η εμφάνιση φλεγμονής, λειτουργώντας αφενός ως διαμεσολαβητής και αφετέρου αντικατοπτρίζοντας το βαθμό εκφυλισμού του γονιδιώματος. Αν και μεμονωμένα όλα τα παραπάνω είναι γνωστά, η λειτουργική σύνδεση και κατ’ επέκταση οι εμπλεκόμενοι μηχανισμοί που συνδέουν τις γενετικές αλλοιώσεις, τη χρόνια φλεγμονή, τον ιστολογικό εκφυλισμό και την προγηρία δεν έχουν διασαφηνιστεί. Για να διερευνήσουμε την παραπάνω λειτουργική σχέση, μελετήσαμε το πάγκρεας ενός μοντέλου ποντικού με χαρακτηριστικά προγήριας. Στα συγκεκριμένα ζώα, λόγω απαλοιφής της ενδονουκλεάσης ERCC1 από όλους τους ιστούς, η οποία εμπλέκεται στον επιδιορθωτικό μηχανισμό εκτομής νουκλεοτιδίων, εμφανίζονται φαινοτυπικά χαρακτηριστικά που συμπεριλαμβάνουν καθυστέρηση στην ανάπτυξη, νανισμό και πρόωρο θάνατο, ο οποίος έχει αποδωθεί κυρίως σε ανωμαλίες στο συκώτι του ζώου. Ωστόσο, εκτενέστερη μελέτη του φαινοτύπου και προσπάθεια για χαρακτηρισμό της καχεξίας και των μεταβολικών διαταραχών που παρουσιάζονται, μας οδήγησαν στη μελέτη αλλοιώσεων σε ιστούς όπως το πάγκρεας. Πιο συγκεκριμένα, δείχνουμε ότι η συσσώρευση γενετικών αλλοιώσεων στα κυψελιδικά κύτταρα του παγκρέατος οδηγεί στην απώλεια της αρχιτεκτονικής του, στην ενεργοποίηση των αστεροειδών κυττάρων, τα οποία επάγουν την παραγωγή του κολλαγόνου και άλλων συστατικών της θεμέλιας ουσίας, όπως οι μεταλλοπρωτεάσες και οι αναστολείς τους, στην αύξηση του δικτύου των ινών κολλαγόνου και στην εμφάνιση φλεγμονωδών χαρακτηριστικών και ίνωσης στον ιστό. Επιπλέον, τα παγκρεατικά κύτταρα του Ercc1-/- ζώου εμφανίζουν χαρακτηριστικά κυτταρικής γήρανσης, αλλά όχι απόπτωσης. Σε μοριακό επίπεδο, τα αποτελέσματα RNA-seq ανάλυσης έδειξαν υπεραντιπροσώπευση διαδικασιών που σχετίζονται με την φλεγμονή και την ενεργοποίηση ιντερφερονών τύπου 1 στον συγκεκριμένο ιστό, γεγονός που συνδέθηκε με τη δημιουργία DNA:RNA υβριδίων, τα οποία οδηγούν στην απελευθέρωση και τη συσσώρευση μονόκλωνων DNA μορίων στο κυτταρόπλασμα των παγκρεατικών κυττάρων. Κατ΄αντιστοιχία, παρατηρήθηκε η συσσώρευση DNA:RNA υβριδίων στον πυρήνα και μονόκλωνων DNA μορίων στο κυτταρόπλασμα κυττάρων του παγκρέατος και του συκωτιού ηλικιωμένων ζώων, προκαλώντας μία ανοσολογική απόκριση που προσομοιάζει ιική μόλυνση, λόγω της επαγωγής των mRNA επιπέδων της ιντερφερόνης α και γονιδίων που σχετίζονται με την έκφραση αυτής. Επιπρόσθετα, προσδιορίστηκαν πρωτεΐνες όπως η XPF, XPG, RNΑse H και TOP1, οι οποίες αλληλεπιδρούν με τα DNA:RNA υβρίδια και μπορούν να συμμετέχουν ή να υποβοηθούν την αποκοπή τους. Μελετήθηκε ο μηχανισμός απομάκρυνσης των μονόκλωνων DNA από τον πυρήνα όπoυ δείχτηκε ότι παράγονται, στο κυτταρόπλασμα καθώς και ο ρόλος της πρωτεΐνης RPA70, η οποία συμμετέχει ενεργά στην παραπάνω διαδικασία. Τέλος, με σκοπό τη μείωση της φλεγμονής χρησιμοποιήθηκαν εξωκυττάρια κυστίδια τα οποία μετέφεραν τις νουκλεάσες S1 και RNΑse H σε Ercc1-/- παγκρεατικά κύτταρα. Αντίστοιχα, ενέσεις σε Ercc1-/- ποντίκια με τα παραπάνω κυστίδια οδήγησαν σε μείωση των DNA:RNA υβριδίων και των κυτταροπλασματικών μονόκλωνων DNA μορίων, ελαττώνοντας τη φλεγμονώδη απόκριση. Επομένως, τα συγκεκριμένα μονόκλωνα DNA τμήματα οδηγούν στον ιστολογικό εκφυλισμό με το πέρασμα της ηλικίας, όπως επίσης μπορούν να στοχευθούν για την ανάπτυξη θεραπειών έναντι της χρόνιας φλεγμονής κατά την προγηρία.