Epigenomul Imun Uman: Cum Ne Formează Genetica și Expunerile la Patogeni

Dr. Joseph „Joe” Ecker, profesor la Institutul Salk și investigator al Institutului Medical Howard Hughes (HHMI), este un pionier în studiul epigeneticii, domeniu pe care l-a abordat cu mult înainte de a deveni popular. Înainte ca epigenetica să fie asociată cu traume, moștenire și memorie, Ecker cataloga deja semnalele epigenetice care persistă, cele care se estompează și cele care sunt artefacte. Laboratorul său a dedicat ani de zile pentru a cartografia metilarea ADN-ului în plante, creiere și celule individuale. Pentru Ecker, epigenetica a fost întotdeauna mai mult despre date decât despre dezbaterea „natură versus educație”.

Recent, Ecker a aplicat perspectiva epigenetică pentru a răspunde unei întrebări esențiale în medicina de precizie: când oamenii reali se confruntă cu provocări imune reale, cum ar fi infecțiile virale, vaccinările sau bolile cronice, rămân aceste experiențe codificate în celulele lor? Și dacă da, cum? Ce face această informație fundamental diferită de amprentele lăsate doar de secvența ADN-ului?

Într-un articol recent publicat în Nature Genetics, Ecker și colegii săi au profilat metilarea ADN-ului la rezoluție de celulă unică în celulele imune ale indivizilor expuși la infecții reale și vaccinuri. Rezultatele sunt fundamentale: riscul genetic și expunerile ambientale sunt codificate în sistemul imunitar în moduri distincte. Analiza lor la rezoluție moleculară sugerează că variațiile moștenite formează modele stabile de metilare peste corpul genelor, în timp ce expunerile imune acționează rapid prin elemente de reglare, cum ar fi amplificatoarele. Împreună, aceste straturi formează un registru epigenetic structurat și interpretabil care completează informațiile genetice.

Intrarea lui Ecker în imunologie nu a venit din munca clinică, ci din ani de studiu asupra modului în care identitatea și istoria celulelor sunt înregistrate în creier. „Am fost atrași în acest proiect datorită interesului nostru pentru studierea schimbărilor în procesele epigenetice specifice tipului de celulă, în principal metilarea ADN-ului,” a explicat Ecker pentru Inside Precision Medicine. „Laboratorul nostru se concentrează în mare parte pe creierul uman… dar am fost cooptați datorită expertizei noastre în profilarea la nivel de celulă unică.”

Această cunoaștere a devenit esențială pentru un parteneriat finanțat de DARPA numit ECHO (Caracterizarea și Observația Epigenetică). Acest nume, a explicat Ecker, surprinde întrebarea biologică centrală a proiectului: urme (ecouri) ale ceea ce s-a întâmplat anterior în celulele tale. Laboratorul lui Ecker a observat deja clar acest „ecou” în creier cu „amplificatoare vestigiale” – zone mai puțin metilate care lipsesc de modificări active ale histonilor în țesuturile adulte, dar care încă arată activitate în timpul dezvoltării embrionare.

Sursa: Inside Precision Medicine