Der Code für jedes Gen enthält eine Nachricht an dem Ende davon , die die Translationsmaschinerie zum Stoppsignale . Einige Krankheiten, wie mukoviszidose und Duchenne Muskeldystrophie Von Mutationen, die dieses Stoppsignal in die Mitte eines wesentlichen Gens einzufügen , wodurch das resultierende Protein abgeschnitten werden zur Folge haben kann . einige Antibiotika verursachen Translationsmaschinerie der Zelle , um die Stopp-Codons zu ignorieren und werden daher als potenzielle Therapie für diese Erkrankungen erforscht. Aber neue Forschung in Proceedings of the National Academy of Sciences ( in der Woche vom 31. März) Online berichtet, zeigt , dass dieser Ansatz mit dem Preis der Auslösung Autoimmunerkrankung kommen .
" Es lohnt sich, darüber nachzudenken, dies als ein möglicher Mechanismus für Autoimmunität ", sagt Co - Studienleiter , Laurence Eisenlohr , Ph.D., Professor in der Abteilung für Mikrobiologie und Immunologie an der Thomas Jefferson University.
Autoimmunerkrankungen wie Morbus Crohn . Ekzem Oder Lupus durch ein Immunsystem die Normalkomponenten der verschiedenen Gewebe des Körpers befällt . Greift das Immunsystem diese normalen Geweben ebenso wie es Gewebe durch ein Bakterium oder Virus infiziert angreifen. Was verursacht das Immunsystem bei manchen Menschen , andere aber nicht versagen, war jedoch ein Rätsel. "Oft geschieht das Trigger Jahre bevor die Krankheit diagnostiziert wurde ", sagt Dr. Eisenlohr .
Die Forscher untersuchten eine Klasse von Antibiotika, die Gentamicin enthält , weil diese Antibiotika haben die einzigartige Eigenschaft der Induktion Zellen durch Stop-Codons in den genetischen Code zu lesen - ein längeres Proteinprodukt . Dieser Mechanismus kann zur Rettung der Übersetzung von mutierten Genen, deren Verarbeitung durch aberrante Stopcodons wie Mukoviszidose unterbrochen. Wenn jedoch die zelluläre Maschinerie liest durch normale Stoppcodons , könnte es abnormal länglichen Proteine in der Zelle zu schaffen. Stücke dieser abnormale Proteine können gegenüber dem Immunsystem als Teil des normalen Proteinverarbeitung , wo sie vom Immunsystem erkannt werden, könnten vorgestellt. Das ist zumindest die Theorie.
Um diese Theorie zu , Eisenlohr -Team in Zusammenarbeit mit Übersetzung Biologie -Gruppe an der Universität von Utah von Michael Howard, Ph.D. zu testen, nutzten ein Gen, das sie wusste, dass sie mit dem Immunsystem präsentiert bekommen und hat ein Stop-Codon in der Mitte. Sie führten dann dieses Gens in eine Säugetierzelllinie ist. Weil das Stopcodon schneidet das Gen , haben normale Zellen nicht , die das Protein produzieren . Wenn jedoch die Forscher behandelt die Zellen mit Gentamicin , begannen sie , um das Protein auf der Oberfläche von Zellen zu erkennen.
Während eine sehr geringe Anzahl dieser Proteine produziert wurden - zu wenig, um zu erkennen durch normale biochemische Tests - die T-Zellen des Immunsystems empfindlich genug, um holen diese winzigen Mengen sind . Tatsächlich zeigte die Gruppe , dass die Immunzellen auch bei geringen Mengen des von Gentamicin - behandelten Zellen hergestellte Protein erkennen konnte .
Um zu testen , ob dieser Prozess auch in normalen Zellen, wurden eine experimentelle Gen nicht exprimieren aktiv , erster Autor Elliot Goodenough ausgesetzt die HeLa menschlichen Zelllinie Gentamicin und suchte nach neuen Peptide auf der Oberfläche der Zellen präsentiert dann . Er identifizierte 17 -Peptide , die vorher nicht in Zellen, die mit Gentamicin behandelt charakterisiert wurde und zeigte, dass die Peptide präsentierbar Immunsystems. "Die Ergebnisse zeigen, dass Gentamicin verursachen Zellen , neue Proteinfragmente an das Immunsystem angezeigt ", so Goodenough . Mit anderen Worten: "Was kann Müll biologisch kann wichtig immunologisch sein", sagt Eisenlohr .
Jedoch stellt ein Antigen für das Immunsystem nicht garantieren, dass es die Art der Immunantwort, Autoimmunität initiiert aktivieren . Aber weil Gentamicin ist in der Regel verwendet werden, um Infektionen zu behandeln , " alle die richtigen Voraussetzungen gegeben sind, um möglicherweise zu initiieren Autoimmunität ", sagt Eisenlohr . die Entzündung bei bakteriellen Erkrankungen ein Signal an Immunzellen, die Peptide, die sie stoßen gefährlich sind. Also auch Gentamicin bekämpft die Infektion verursachenden Bakterien , es verursacht auch normale Zellen auf abnormale Proteine, die das Immunsystem präsentiert werden , und ein Potential der Auslösung einer Autoimmunreaktion zu erzeugen.
"Eine Reihe von Autoimmunerkrankungen sind gedacht, um durch Infektionen ausgelöst werden ", so Eisenlohr . " Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass bestimmte Antibiotika verwendet, um diese Infektionen zu behandeln, kann auch auf diese Trigger bei. "
Die nächsten Schritte , sagt Eisenlohr , könnte es sein, bei den Bevölkerungsdaten , um zu sehen , ob die Verwendung von Gentamicin mit höheren Raten von Autoimmunerkrankungen, sowie die Prüfung , ob die bei Gentamicin -Behandlung erzeugten Peptide eigentlich dazu führen, Autoimmunität in einem Mausmodell der Erkrankung korreliert .