Un om de știință care a descoperit „alarma de incendiu” a corpului împotriva bacteriilor invadatoare câștigă premiul Lasker de 250.000 de dolari

Un râvnit premiu de cercetare, care vine cu un premiu de 250.000 de dolari, va fi acordat unui om de știință care a ajutat la descoperirea rolului unei proteine ​​în apărarea imunitară a corpului uman.

Biochimist Zhijian „James” Chendirector al Centrului de Cercetare a Inflamației și profesor de biologie moleculară la Centrul Medical de Sud-Vest al Universității din Texas, a câștigat unul dintre premiile Lasker de anul acesta – premii pentru cercetare biomedicală numite adesea „Nobeli americani”.

Chen a condus o lucrare care a dus la descoperirea unei enzime critice – GMP-AMP sintaza ciclică (cGAS) – care acționează ca o alarmă de incendiu în organism. Dar, în loc să fie împiedicat de fum, cGAS se activează ca răspuns la ADN-ul invadatorilor străini, cum ar fi virușii și bacteriile. Înainte de descoperirea cGAS, oamenii de știință nu știau cum a declanșat acest ADN sistemul imunitar înnăscutprima linie de apărare a organismului împotriva substanțelor străine.

Ilya Mechnikov, care a câștigat un Nobel în 1908a descoperit fagocitoza, un fenomen în care o celulă o înghită pe alta. Acesta este o modalitate prin care celulele imunitare elimină organismul de bacteriile care cauzează boli. În prelegerea sa pentru Nobel, Mechnikov a remarcat că ADN-ul bacterian trezește cumva o „armată protectoare de fagocite” în organism – dar la acea vreme, nimeni nu știa cum.

Înrudit: Avi Wigderson a câștigat premiul Turing de 1 milion de dolari pentru utilizarea aleatoriei pentru a schimba informatica

Cercetările ulterioare, efectuate la începutul anilor 2000, au arătat că injectarea celulelor cu ADN a băgat un țeapă înăuntru interferoniisemnale imunitare care ajută la stoparea infecțiilor. Oamenii de știință au descoperit apoi un grup de gene care permite producerea acestor interferoni, pe care i-au numit „stimulator al genelor interferonului” (STING). STING nu simte direct ADN-ul străin, dar ADN-ul activează cumva STING, totuși.

Începând cu a lucrare publicată în 2012Chen și colaboratorii săi au început în sfârșit să completeze verigile lipsă din acest lanț de evenimente. Primul este GMP-AMP ciclic (cGAMP), o moleculă care pornește STING atunci când ADN-ul străin se ascunde în celule. Al doilea este cGAS, enzima care permite celulelor mamiferelor – inclusiv oamenilor – să producă cGAMP.

În sistemul de avertizare timpurie al organismului, cGAS este alarma în sine, care detectează ADN străin și solicită întăriri sub formă de cGAMP. La rândul său, cGAMP recrutează „brigația de pompieri” – care în acest caz este sistemul imunitar înnăscut, inclusiv celulele care înghitesc invadatorii.

Grupul lui Chen a aflat mai târziu că acest sistem detectează nu numai ADN-ul, ci și retrovirusurile, grupul de viruși căruia îi aparține HIV. Acești viruși conțin ARNun văr genetic cu ADN-ul. HIV este un maestru al evaziunii atunci când vine vorba de a evita sistemul imunitar înnăscut – dar când virusul este detectat, cGAS este cel care îl detectează.

Din păcate, sistemul de alarmă cGAS nu este întotdeauna util; în contextul unor boli, se poate încurca.

cGAS joacă un rol în boli autoimuneîn care sistemul imunitar atacă în mod eronat organismul. cGAS detectează ADN-ul care plutește în lichidul unei celule, ceea ce este de obicei un semn de infecție. Propriul nostru ADN uman este de obicei ambalat îngrijit în compartimente numite nucleu și mitocondrii – dar atunci când o celulă intră sub stres, aceasta ADN-ul se poate scurge și ajunge în altă parte în celulă.

Avem enzime care ajută la descompunerea ADN-ului scăpat, dar la unii oameni, aceste enzime nu funcționează bine. Iar această deficiență, au descoperit Chen și colegii săi, poate ajunge să declanșeze sistemul de alarmă cGAS. Acest lucru sugerează că cGAS ar putea fi cheia pentru a controla aceste răspunsuri imune dăunătoare.

„cGAS a fost implicat nu numai în afecțiuni autoimune, ci și în numeroase boli inflamatorii, inclusiv degenerescența maculară legată de vârstă și tulburări neurologice, cum ar fi boala Parkinson, boala Alzheimer și scleroza laterală amiotrofică”, au scris beneficiarii premiului Lasker într-o declarație. „Calmarea căii cGAS-cGAMP-STING ar putea, prin urmare, să ofere beneficii într-o gamă largă de afecțiuni”.

Chen a primit premiul 2024 Premiul Albert Lasker de cercetare medicală de bază.

Alte două premii Lasker au fost acordate în acest an – unul pentru cercetare clinică și unul pentru serviciul public. Primul a mers la Joel Habener, Lotte Bjerre Knudsen și Svetlana Mojsov pentru descoperirea și dezvoltarea de medicamente care imită hormonul peptidă 1 asemănătoare glucagonului, cum ar fi Ozempic, pentru tratamentul obezității. Al doilea a mers la Quarraisha Abdool Karim și Dr. Salim Abdool Karima cărui muncă a fost instrumental în prevenirea și tratarea HIV.

Te-ai întrebat vreodată de ce unii oameni își construiesc mușchi mai ușor decât alții sau de ce ies pistruii la soare? Trimite-ne întrebările tale despre cum funcționează corpul uman community@livescience.com cu subiectul „Health Desk Q” și este posibil să vedeți răspunsul la întrebarea dvs. pe site!

Nicoletta Lanese este editorul canalului de sănătate la Live Science și anterior a fost redactor de știri și redactor de personal pe site. Ea deține un certificat de absolvire în comunicare științifică de la UC Santa Cruz și diplome în neuroștiințe și dans de la Universitatea din Florida. Lucrările ei au apărut în The Scientist, Science News, Mercury News, Mongabay și Stanford Medicine Magazine, printre alte magazine. Cu sediul în New York, ea rămâne, de asemenea, puternic implicată în dans și cântă în munca coregrafilor locali.