تیمی از محققان موسسه ویروس شناسی انسانی (IHV) دانشکده مریلند مریلند (UMSOM)، مرکز تعالی شبکه جهانی ویروس (GVN)، یافته های جدیدی را منتشر کردند که بر نقش حیاتی دستگاه ادراری و تناسلی تأکید می کند. میکروبیوتا در پیامدهای نامطلوب بارداری و بی ثباتی ژنومی که از رحم در طول رشد جنین منشا می گیرد.
این مطالعه که در 17 ژوئیه در مجله منتشر شد مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم ایالات متحده آمریکا (PNAS)، ارتباط جدیدی بین بی ثباتی ژنومی و پروتئینی از مایکوپلاسما فرمنتانس، نوعی باکتری است که معمولاً مجرای ادراری تناسلی را کلونیزه می کند. این پروتئین باکتریایی همچنین باروری را در موش‌های مادر کاهش داد و منجر به نقص‌های مادرزادی بیشتر در نوزادان تازه متولد شده آنها شد.
این تحقیق توسط دیوید زلا، دکترا، استادیار بیوشیمی و بیولوژی مولکولی در UMSOM’s IHV و رابرت گالو، MD، پروفسور برجسته پزشکی هومر و مارتا گودلسکی، یکی از بنیانگذاران و مدیر بازنشسته UMSOM’s-F IHV، رهبری شد. و رئیس هیئت علمی رهبری شبکه جهانی ویروس.
نتایج ما نه تنها درک ما از تعامل بین میکروبیوتای دستگاه ادراری تناسلی و سلامت باروری انسان را گسترش می‌دهد، بلکه نقش ناشناخته قبلی میکروبیوتای انسانی را در ناهنجاری‌های ژنتیکی روشن می‌کند.
فرانچسکا بندتی، دکترا، نویسنده اصلی این مطالعه، دانشیار پژوهشی بیوشیمی و زیست‌شناسی مولکولی در IHV UMSOM
سرپرست تیم تحقیق گفت: “هدف ما این است که مکانیسم های زیربنایی این یافته ها و پیامدهای بالقوه آنها برای پیشگیری و درمان ناهنجاری های کروموزومی و بیماری های ژنتیکی را بررسی کنیم.” Giovannino Silvestri، PhD، دانشیار سابق تحقیقات پزشکی در IHV UMSOM.
میکروبیوتای انسان بر متابولیسم، حساسیت به بیماری‌های عفونی، تنظیم سیستم ایمنی بدن و موارد دیگر تأثیر می‌گذارد. یکی از این اجزای باکتریایی، مایکوپلاسما، با سرطان های مختلف مرتبط است.
تیم تحقیقاتی در حال مطالعه یک پروتئین مایکوپلاسما به نام DnaK است که متعلق به خانواده‌ای از پروتئین‌ها است که از سایر پروتئین‌های باکتریایی در برابر آسیب محافظت می‌کند و به تا شدن آنها در زمان جدید کمک می‌کند و به‌اصطلاح «چاپرون» عمل می‌کند. با این حال، در حالی که این پروتئین برای باکتری ها مفید است، اثرات آن بر سلول های حیوانی کمتر مطلوب است. در این راستا، تیم قبلاً نشان داده بود که این DnaK توسط سلول‌های بدن جذب می‌شود و با پروتئین‌های کلیدی درگیر در حفظ یکپارچگی DNA و پیشگیری از سرطان، مانند پروتئین p53 سرکوب‌کننده تومور، تداخل دارد.
برای این آخرین مطالعه، محققان موش هایی را ایجاد کردند که پروتئین DnaK را که به طور معمول توسط این باکتری تولید می شود، می سازند مایکوپلاسما فرمنتانس. این موش‌ها با قرار گرفتن در معرض DnaK بی‌ثباتی ژنومی را به همراه داشتند که در آن بخش‌های کامل ژنوم تکراری یا حذف شد، و در نتیجه موش‌هایی با تعداد متفاوتی از نسخه‌های ژن‌های خاص به وجود آمدند.
تیم متوجه شد که برخی از این موش‌ها از سن 3 تا 5 هفتگی مشکلات حرکتی و هماهنگی داشتند. آنها دریافتند که این موش ها در ژن Grid2 حذف شده اند که در انسان منجر به بیماری ژنتیکی نادری به نام آتاکسی-18 خارخچه ای (SCAR18) می شود که باعث تاخیر در رشد حرکات ماهر و ناتوانی های ذهنی می شود.
دکتر زلا گفت: «به طور قابل توجهی، این نمونه اولین باری است که یک مدل موش با موفقیت یک بیماری ژنتیکی انسانی را خلاصه می‌کند و پتانسیل این مدل را برای تحقیقات بیشتر در زمینه بیولوژی سرطان نشان می‌دهد.
بیش از یک سوم از موش های ماده که پروتئین DnaK را ساخته بودند قادر به باردار شدن نبودند. علاوه بر این، بیش از 20 درصد از نوزادان متولد شده از مادران دارای پروتئین DnaK، نوعی نقص/بدشکلی مادرزادی داشتند.
دکتر گالو می‌گوید: «وقوع بی‌ثباتی ژنومی، به شکل افزایش تعداد تغییرات تعداد نسخه‌ها، می‌تواند کاهش باروری و افزایش موارد رشد غیرعادی جنین‌هایی را که در مواجهه با DnaK مشاهده کردیم، توضیح دهد.» “این داده ها بر اساس کار اولیه ما است که نقش مخرب DnaK را بر روی پروتئین های کلیدی درگیر در ترمیم صحیح DNA آسیب دیده، که همچنین نقش مهمی در شروع تغییرات تعداد کپی ایفا می کنند، کشف شد. تعهد مداوم ما درک بهتر است. پیامدهای بالقوه این یافته ها در تبدیل سلولی و سرطان.”
دکتر مارک تی گلدوین، رئیس دانشگاه UMSOM، که همچنین معاون رئیس جمهور در امور پزشکی، دانشگاه مریلند، بالتیمور و استاد برجسته جان زی و آکیکو کی بورز است، این کار را ستود. او گفت: “محققان یک سوال مهم در مورد اینکه آیا DnaK می تواند در رشد جنین در انسان تداخل ایجاد کند، مطرح می کنند. یک گام مهم بعدی این است که بررسی کنیم که آیا خنثی کردن باکتری یا این پروتئین می تواند باروری را حفظ کرده و از برخی نقص های مادرزادی جلوگیری کند.”
منبع:
دانشکده پزشکی دانشگاه مریلند