¿Por qué los malos genes de inmunidad sobreviven: estudio implica carrera armamentista entre los genes y los gérmenes

Admin Junio 11, 2016 / 07:11:25 Salud 0 14

"Complejo Mayor de Histocompatibilidad" (MHC) proteínas están presentes en la superficie de la mayoría de las células de animales vertebrados. Distinguimos propio de lo extraño, y desencadenar una respuesta inmune contra los invasores extranjeros. MHC reconocer gérmenes invasores, rechazar o aceptar órganos trasplantados y desempeñar un papel en ayudar a nosotros olemos compañeros compatibles.

"Este estudio explica por qué hay tantas versiones de los genes MHC, y por qué los que causan la susceptibilidad a la enfermedad se mantienen y no se eliminan", dice el profesor de biología Wayne Potts. "Ellos están involucrados en una carrera armamentista sin fin que los causa, en cualquier momento, para ser bueno contra algunas infecciones, pero mal contra otras infecciones y enfermedades autoinmunes."




Permitir que un virus de la enfermedad evolucione rápidamente en ratones, el estudio produjo nueva evidencia experimental de la carrera armamentista entre los genes y los gérmenes - conocido técnicamente como "coevolución antagonista." Los resultados serán publicados en línea la semana del 6 de febrero de 2012, en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.

Potts, el autor principal, hizo el estudio con el primer autor y ex estudiante de doctorado Jason Kubinak, ahora un becario posdoctoral en la patología. Otros coautores fueron biología estudiante de doctorado James Ruff, biología de pregrado C. Whitney Hyzer y Patricia slev, profesor clínico asistente de patología. La investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Ciencias y el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas.

Las teorías de la diversidad de genes MHC del sistema inmune

La mayoría de los genes en los seres humanos y otros vertebrados tienen sólo uno o dos "alelos", que son las variedades o variantes de un solo gen. Aunque cualquier persona no toma más de 12 variedades de los seis genes MHC humanos, la población humana tiene entre cientos y 2.300 variedades de cada uno de los seis genes humanos que producen proteínas MHC.

"El misterio es por qué hay tantas versiones diferentes de los mismos [MHC] genes en la población humana", dice Kubinak, sobre todo porque muchas personas son portadoras de MHC que los hacen susceptibles a muchos patógenos (incluyendo el virus del SIDA, la malaria y hepatitis B y C) y las enfermedades autoinmunes (incluyendo la diabetes tipo I, artritis reumatoide, lupus, esclerosis múltiple, enfermedad de intestino irritable y espondilitis anquilosante).

Los científicos han propuesto tres teorías de por qué hay tantas variantes del gen MHC en las poblaciones de animales vertebrados (invertebrados tienen MHC), y dicen que los tres son probablemente involucrados en el mantenimiento de la gran diversidad de MHC:

- Un cuerpo con más variedad MHC tiene una mejor respuesta inmune de organismos con un menor número de variedades, por lo que en el curso del tiempo, los organismos con más MHC son más probabilidades de sobrevivir. Sin embargo, esta teoría no puede explicar el alcance total de MHC diversidad.

- La investigación anterior indica las personas y otros animales se sienten atraídos por el olor de las potenciales parejas con MHC que son "extranjeros" en lugar de "yo". Los padres con diferentes variantes del MHC producen niños con más MHC y los sistemas inmunológicos más fuertes de este modo.

- Antagonista Co-evolución entre un organismo y sus patógenos. Kubinak dice: "Tenemos un cuerpo y los microbios que infectan a los microbios evolucionan para explotar mejor el organismo, y el organismo evoluciona mejores defensas para combatir la infección Una teoría para explicar este gran diversidad en los genes MHC es que esos intereses en conflicto .. en el curso del mantenimiento de la diversidad en el tiempo más favorable ".

La carrera de armamentos entre los gérmenes y genes MHC

"Usted, naturalmente, mantener los genes que combaten la enfermedad", dice Kubinak. "Ellos ayudan a sobrevivir, por lo que los genes MHC vuelto más común en la población a través del tiempo, porque las personas que los llevan en vivo para tener hijos."

Patógenos - virus patógenos, bacterias o parásitos - infectan a animales, que defienden con MHC que reconocen el invasor y desencadenar una respuesta inmune para destruir el patógeno invasor.

Pero con el tiempo, algunos patógenos mutan y evolucionan a ser menos reconocible por MHC y evadir una respuesta inmune también. Como resultado, los patógenos prosperan. MHC que pierden la batalla a los gérmenes se vuelven menos frecuentes porque ahora predisponer a las personas que llevan a que se enfermen y posiblemente mueran. Está pensado como genes de susceptibilidad enfermedad MHC final debe desaparecer de la población, pero por lo general no lo hacen.

Por Que? Si bien algunos de estos MHC hacer extinguido, otros pueden persistir, por dos razones. En primer lugar, algunos de los MHC raro ahora para obtener una ventaja, ya que no son el objetivo de los microbios en la evolución, a fin de recuperar la capacidad de detectar y luchar contra el mismo microorganismo que a principios de los derrotó - después de que los cambios germen todavía tiempo. En segundo lugar, algunos de los raros MHC puede montar una respuesta inmune eficaz contra los microbios completamente diferentes.

Como se realizó el estudio; Implicaciones de los resultados

Los investigadores estudiaron 60 ratones que eran genéticamente idénticos, excepto los ratones se dividieron en tres grupos, cada uno con una variedad diferente de los genes MHC conocido como B, D y K, respectivamente.

Un virus de la leucemia de ratón llamado el virus Friend se hizo crecer en cultivo de tejidos y se usó para infectar dos ratones de cada uno de los tres tipos de MHC. Los retrovirus han crecido en rápida evolución en el interior del ratón durante 12 días, atacando, ampliar y replicar en el bazo y el hígado. Se recogieron partículas de virus en el bazo, y la gravedad de la enfermedad se midió pesando el bazo agrandado.

Entonces, el virus de cada una de los tres primeros pares de ratones (b, d y k) se utilizó para infectar a otras tres pares de ratones con los mismos tipos de MHC. El proceso se repitió hasta 10 pares se infectaron ratones en cada tipo de MHC, al tiempo que permite el virus a mutar.

En este primer experimento, los biólogos han demostrado que el virus podría llegar amigo para adaptarse y evadir las variantes del MHC (b, dok) en células de ratón atacados tan.

A continuación, los investigadores demostraron que el virus adaptado sólo a las proteínas del MHC. Por ejemplo, el virus que adaptarse y enfermó a los ratones con el tipo b de proteína MHC todavía fueron atacados con eficacia en ratones que tenían el tipo de MHC k.

En el tercer experimento, los investigadores demostraron que la aptitud patógeno (medido por el número de partículas de virus en el bazo) correlacionados con la virulencia del patógeno (medido agrandamiento del bazo y por lo tanto el peso). Así que el virus que evadió MHC tipo b hizo ratones enfermos MHC.

En conjunto, los experimentos demuestran "el primer paso en el baile coevolutionary antagónica" entre un virus y genes MHC, dice Potts.

Potts dice que los resultados tienen implicaciones importantes:

- El uso de antibióticos para aumentar la productividad en los hatos lecheros y otros animales es una de las principales enfermedades humanas razón cada vez más resistentes a los antibióticos. La cría selectiva para obtener más leche y carne ha reducido la diversidad genética del ganado, incluyendo su MHC. Así cría más MHC de nuevo en bandadas podría mejorar su resistencia a las enfermedades y reducir la necesidad de antibióticos.

- Debido a que sus poblaciones disminuyen, especies en peligro de extinción tienen menos diversidad genética, haciéndolos un blanco fácil para los gérmenes. Potts dice que sería deseable para criar protección MHC de nuevo en las especies en peligro de reforzar su enfermedad defensas.

- La variabilidad genética de las personas MHC y otros organismos es importante para limitar la evolución y la propagación de las enfermedades emergentes. En efecto, Potts y sus colegas crearon las enfermedades emergentes, ayudando a desarrollar un virus en ratones. "Es un modelo para identificar qué cosas cambiar en los virus para que sean más virulentos y por lo tanto una enfermedad emergente."

(0)
(0)

Comentarios - 0

Sin comentarios

Añadir un comentario

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Caracteres a la izquierda: 3000
captcha