Genetica Duminică, Apr 10 2016 

In ultimul timp genetica ia amploare in studiul problemelor medicale.

Se pleaca de la raspunsul particular al unui organism atit la agresiunile provenite din mediul inconjurator cit si la medicatia administrata. De aceea, a inceput sa se vorbeasca despre medicina adaptata la individ (tintita), dupa medicina personalizata.

Adaptarea la individ se face prin cunoasterea modului in care acesta resctioneaza la cele doua categorii de factori enumerate mai sus. Si se poate face NUMAI prin intelegerea diferentei metabolice definite prin: genetica si epigenetica.

Genetica presupune un sir de evenimente care pornesc de la informatia stocata in gene, activarea genelor (care este un proces epigenetic), genele activate genereaza un ARN mesager care trece in citoplasma unde este citit de catre ribozomi care, impreuna cu microa ARN-urile din citoplasma citesc mesajul si il transforma in text proteic (lanturile de aminoacizi care, ulterior prin combinatii complexe si foldare genereaza proteinele mature).

Investigarea acestor procese la un individ oarecare necesita tehnici extreme de precise care sa identifice ce gene sint activate intr-un anumit moment. In acest scop se foloseste identificarea ARN-urilor implicate in acest proces.

Avind in vedere ca totul se refera la finite vii reale la care mai multe celule sint in mai multe etape de activitate, totul pare sa fie foarte dificil.

In acest moment exista urmatoarelel tehnici

  1. Gene Set Enrichment Analysis (GSEA)
  2. Pathway and gene set overdispersion analysis (PAGODA)

 

 

 

PIWI si „transposon-ii” Duminică, Noi 23 2014 

Transposon-ul este un mic fragment de ADN care are capacitatea de a se deplasa intr-un genom si, uneori sa treaca in alti genomi. Comporatmentul lui este ciudat. Fie ramine in locul initial si-si produce copii care se fixeaza in alte locuri fie dispare din locul lui de origine si se fixeaza in alta pozitie. Uneori este denumit „element traspozbil” (transposable element). Exista atit la eukariote cit si pa prokariote.

PIWI vine de la P-element induced wimpy testis

Este vorba despre o clas de gene care s-a identificat initial ca encodind pretoeine responsable de

  • 1. mentinerea diferentierii incompleta in celulele stem
  • 2. mentinerea stabilitatii ratei de diviziune a celulelor germinale

Proteinele PIWI sint foarte stabile la nivel evolutiaonal si sint prezente atit la plante cit si la animale. Un omolog uman major a carui up-reglare este imlplicata in tormarea de tumori testiculare cum sint seminoamele, se numeste hiwi. O alata varianta este proteina miwi de la soareci.

Sursa : http://en.wikipedia.org/wiki/Piwi

Proteinele encodate de aceste fragmente ADN, sistemul de proteine PIWI, blocheaza expresia ulterioara a respectivei gene.

In proces este implicata si o etapa ARN prin piRNA.

O descriere plastica a fenoemnului este urmatoarea

„Sa ne gindim la proteinele PIWI ca la niste vinatori de recompense iar la piRNA ca la posterul cu poza hotului cautat. Doar ca posterul (piRNA) nu-l reprezinta in totalitate pe hot. Sint fragmente de nas, un ochi, o gura, etc..” De aceea se pune intrebarea cum de nu se inhiba expresia unor gene utile si seinhiba numai anumite gene…

De retinut, peste 50% din genom este alcatuit din gene mute si transpozoni. (Sau asa am inteles.) Acesti transpozoni pot, insa, deveni activi oricind.

Totusi, PIWI asteapta pina cind imaginea devine destul de buna prin acumularea unei cantitati suficiente de piRNA.

Sistemul pare destul de agresiv la nivel genomic dar, prin capacitatea sa de persistenta la nivel filogenetic, trebuie sa fie foarte important.

Evolutia nu este liniara si nici nu utilizeaza calea cea dreapta.

Sint unii care vorbesc nu numai despre evolutie la nivelul speciei ci si de evolutie la nivelul fiecarui individ.

Glitazonele in ICU Luni, Mar 18 2013 

AUICEM 2011
SKM Marment pg 138

Tiazolidindionele sau glitazonele

– sint agonisti ai PPARs (peroxysome proliferator activated receptors)
– reprezentati de

1. rosiglitazona
2. pioglitazona
3. trogitazona
4. ciglitazona

Ele au fost indtroduse pentru tartamentl diabetului zaharat de tip II.
DZ tip II
Este caracterizat prin rezistenta periferica la insulina la care se adauga disfuntie a celulei pancreatice beta.
Activarea PPARs duce la:

– cresterea preluarii glucozei in celule (muschi si adipocite)
– reducerea glugoneogenezei hepatice si a glicolizei
– cresterea activitatii celulelor pancreatice

Glitazonele au fost aproate in 1999 ca a doua linei in terapia DZ tip II daca nu se normalizeaza Hb glicolizata iar hipoglicemia indusa de insulina sau sulfoniluree este de nedorit. Prima linie este modificarea stilului de viata si metformina.
La pacientii cu toleranta proasta la glucoza glitazonele reduc riscul dezvoltarii DZ.

Receptorii PPA
Superfamilie de receptori nucleari pentru

– steroizi
– h. tiroidieni
– h. retinoizi

Ei se activeaza prin cuplarea cu liganzii lor specifici.
Exista trei iziforme

– alfa
– beta/delta
– gamma

Izoforma alfa
este localizata in hepatocit
este implicata in reglarea oxidarii AG

Izoforma beta/delta
Este ubicuitara: celulele intestinale, cepulele apidermice, placenta, muschiul scheletic, tesutul gras.
Este reglator al heomeostaziei.

Izoforma gamma
Este esentiala pentru metabolismul glucozei.
Agonistii acestei iziforme au fost introdusi ca sensibilizatori la insulina in DZ tip II.
Aceasta izoforma are la rindul sau mai multe variante.
Localizare : CE, m. neted, Lf B, Lf T, Mo, Mfg, m. cardiac
Stimularea lor duce la asa numitele efecte peliotropice dupa cum urmeaza:
– interferarea trasncriptiei citokinelor proinflamatorii
– afecteaza angiogeneza, tonusul vascular, cresterea si diferentierea celulara.
De aici vine indicarea lor in sepsis pentru atenuarea raspunsului inflamator.
Ei actioneaza prin transpresie.
Transpresia este o interactiune interproteica care are ca urmare la inhibarea expresiei unor gene.
Activarea PPARs duce la inhibarea transcriptiei genice.

Siguranta farmacologica
Glitazonele au fost studiate extensiv in cei 10 ani de la introducerera lor in practica clinica. Fiecare dintre moleculele enumerate la inceputul textului actioneaza pe un alt receptor si are efecte farmacologice prorpii si efecte secundare proprii.
Rosiglitaozona actioneaza pe PPAR gamma.
Pioglitazona actioneaza pe PPAR alfa.
Ele exista numai in forma orala. Ambele sint bine absorbite. Ele sint metabolizate la nivelul ficatului ce citocromul P450, mai ales 2C8 si mai putin de 3A4 sau 2C9.
Nu realizeaza inductie sau inhibitie enzimatica. Nu se obtin metaboliti activi. Nu este necesara ajustarea dozajului in IRC si IRA.

Efecte adverse
Efectele adverse sint in genere, specifice fiecarui drog.
Retentia hidrosalina se realizeaza prin reducerea excretiei de sodiu, cresterea permeabilitatii vasculare cu edeme secundare si poate da ICG desi nu exista efect direct depresiv pe inotropismul cardiac.
Rosiglitazona creste cu 43% frecventa IMA iar decesele de cauza cardiaca cresc cu 64%. De aceea ROSIGLITAZONA a fost retrasa din UE si i s-a limitat indicatia in SUA si Australia.
Pioglitazona scade frecventa IMA, AVC si decesul de cauza cardiaca. Este in desfasurare studiul PROACTIV.
Diferenta pare sa provina din afectul diferit pe care il au cele doua pe profilul lipidic.

– ROSIglitazona creste LDLP si Tg
– PIOglitazona scade Tg, HDLP si duce la o crestere mai mica a LDLP

In plus, ROSIglitazona activeaza matrix MP3 implicata in ruperea placii de aterom.
TROglitazona care a fsot prima glitazona introdusa in clinica umana a fsot retrasa din cauza toxicitatii sale hepatice exagerate. Celelalte doua nu s-au dovedit a fi hepatotoxice. Totusi, se considera mai intelpt sa nu se administreze glitazone daca probele de citoliza sint mai mari de 2xN si daca, dupa inceperea tratamentului acestea cresc mai mult de 2xN.
In plus sa mai induce si edem macropapular si osteoporoza.

Rolul in inflamatie
Activarea PPARs in celulele imune (Mfg, Cel T, CE) inhiba exprimarea genelor proinflamatorii pentru TNF alfa, IL-1beta, IL-6 in sepsis. De asemenea suprima activitatea NF-kB si se realizeaza transrepresia genelor codante pentru iNOS.
(Valori crescute ale IL-6 si TNF alfa sint predictori buni de crestere a mortalitatii.)
NF-kB activat activeaza un sir de gene care codeaza proteine ale fazei acute ale inflamatiei, citokine, iNOS.
Este bine stabilit ca ateroscleroza este o boala inflamatorie.
Glitiazonele reduc inflamatia, formarea celulelor foam proliferarea muschiului neted vascular, stabilizeaza placa de aterom.

Adiponectina este o proteina secretata de adipocite. Ea creste sensibilitatea la insulina. Are un efect puternic antiinflamator prin reducerea citokinelor proinfalmatorii si ceresterea celor antiinflamatorii (IL-10). Diabeticul si obezii au nivele reduse de ADIPONECTINA.
Glitiazonele actioneaza diferit asupra adiponectinei. Rosiglitazona si pioglitazona o cresc iar gulocorticoizii si CA o scad. Nivele crescute de TNF alfa si IL-^ inhiba secretia de adiponectina. A se avea in vedere rezistenta la insulina in critically ill.

Mecanismul antiinflamator
– scade producerea de citokine proinflamatorii in Mfg – TNF alfa
– scade maturarea de Mfg
– creste producerea de citokine antiinflamtorii – IL-10
Adiponectina are si efect pe vasoplegia sin sepsis. Nivele reduse de adipokina se insoitesc de vasoplegie.
Studiile cu adiponectina au rezultate conflictuale.

Folsirea in alte boli a glitazonelor.

– Scleroza multipla
– boala Altzheimr
– boala Parkinson
– steatoza hepatica non-alcoolica
– boli inflamatorii ale intsetinului
– cancer
– lipoatrofia asociata cu terapia antivirala din HIV
– modularea alergiilor

Exista studii experimentale in acest sens si studii clinice mici.

Studii in sepsis
Sepsisul se caracterizaza prin eliberarea de citokine pro-inflamtorii si ROS. Aceste doua mecanisme genereaza

– disfunctie de membrana
– leziune tisulara
– leziune de organ


Studii pe animale

– reducerea mortalitatii, ameliorarea hTA
– scade expresia TNF – alfa si IL6
– reduce infiltratia cu neutrofile

Mecanismul pare sa fie dependent de prezenta adiponectinei (efectul lipseste la animalele care nu produc adiponectina)
Model experimental pe rozatoare, pancreatita acuta, peritonita stercorala si arsura.
Studii umane
Sint putine
Numar mic de subiecti la copil cu SS comparativ cu normal cu endotoxine
Datele sint conflictuale si greu de interpretat.
In malaria necomplicata administrarea de glitiazone duce la o negativare mai rapida a pacientului.

Rolul in TCC, TVM si stroke
Propagarea leziunilor secundare in starile de mai sus este legata de

-excitarea dereglata prin intermediul glutamatului
– apoptoza
– inflamatie
– edem
– dezechilibre ionice
– stress exidativ

Expresia PPARS in creier este localizata in

– microglii
– astocite

Ea are rol crucial in inflamtie.
In modelele experimentale glitazonele reduc expresia citokinelor proinflamatorii si infiltratia macrofagica in SNC.
In plus, glitiazonele mai au urmatoarele efecte asupra SNC

– reduc apoptoza tesutului lezat
– cresc expresia proteinelor de soc termic (prin care se limiteaza efectul eloberarii de glutamat si cel al stresului oxidativ)
– cresc proteinele antioxidante

O serie de efecte benefice ale glitiazonelor par sa nu fie mediate PPARs.
Volumul infarctului cerebral dupa AVC ischemic experimental a fost redus de glitiazone (pio- si rosi-)chiar la administrarea ulterioara (24 de ore).
Efectul este prezent la
– TCC
_ TVM
– stroke
El este demonstrat lezional sai ca evolutie clinca.

Diferente dintre un organism unicelular si unul pluricelular Luni, Sep 24 2012 

Sintagma mi se pare putin cam scolastica si nu inteleg cum i-a venit in minte cuiva sa scrie asa ceva. Numai ca nu este numai unul care a ajuns la mine pa aceasta cale ci mai multi !!!
O sa scriu ce-mi vine acum in minte. Poate vreunul dintre vizitatorii de pe aceasta cale sa-mi spuna si mie despre ce este vorba.
As incepe cu singura asemanarea. Ambele sint forme de viata. Definitia vietii nu face obiectul acestui demers.
Deosebiri
1. Numarul de celule, structura, dimensiunile
Organismul unicelular este alcatuit dintr-o singura celula, cel pluricelular din mai multe.
Structura organismului unicelular presupune un perete celular, o membrana celulara, citoplasma, organite celulare si, eventual, nucleu pentru eucariote (stim ca procariotele NU au nucelu).
Organismele unicelulare sint, in imensa lor majoritate de dimensiuni microscopice. Si traiesc in colonii cu un numar extrem de mare de indivizi. Uneori, aceste coloni pot fi observate cu ochiul liber, dar de cele mai multe ori, nu.
Organismele pluricelulare au cele mai variate forme si marimi, o parte dintre ele sint fiinte microscopice dar cea mai mare parte sint observabile usor cu ochiul liber.
2. Functiile vitale: respiratie, digestie, circulatie, excretie, reproducere, deplasare, integrare, comunicarea cu mediul, comunicarea cu alti indivizi… sint realizate diferit de catre cele doua tipuri de existenta.
Respiratia, digestia, excretia, reproducerea, locomotia sint realizate la organismele pluricelulare de organe complexe,specilizate in timp ce organismele unicelulare au, uneori, organite specializate in acest scop:ex. veziculele de fagocitoza, cele de exocitoza, flageli, cili.
Organismele pluricelulare , din cauza dimensiunilor lor, necesita niste organe cu functii suplimentare fata de cele de mai sus. Functia circulatorie (realizata prin sistemul circulator sanguin si limfatic), functia de integrarea (realizata prin doua cai, neuronala si endocrina).
Comunicarea cu mediul inconjurator a organismelor unicelulare se realizeaza in mod direct prin semnale chimice, cel mai adesea dar si fizice (mecanice sau electrice, mai rar, radiatii luminoase, gravitatie…). Organismele pluricelulare au sisteme specializate care preiau semnalele de diferite tipuri din mediul inconjurator, le transmit catre centrii de prelucrare si de unde se emit raspunsuri de adaptare la mediu de cele mai variate tipuri: deplasare, emitere de semnale in mediu catre alti indivizi din grup, modificarea metabolismului, evitarea unui pericol…
Comunicarea cu ceilalti membri ai grupului se realizeaza de organismele unicelulare prin semnale chimice, iar de catre organismele pluricelulare prin semnale variate, fizice si chimice.
Interesant este ca organismele unicelulare semnalizeaza catre membrii grupului din care fac parte fenomene ca : recunoasterea indivizilor asemanatori sau neasemanatori, evaluarea numarului de indivizi dintr-o colonie, pot eimite semnale chmice prin care sa impiedice dezvoltarea unor indivizi din specii si suse diferite, sau favorizarea dezvoltarii celor din neamul sau. De asemenea, organismele unicelulare au posibilitatea de identifica starea de imunitatea a gazdei si sa se dezvolte cind aceasta este deprimata.
Organismele unicelulare, de cele mai multe ori, isi creaza un mediu inconjurator protector in jurul coloniei lor, care le permite sa se apere si sa supravietuiasca in situatii defavorabile.
Or mai fi si altele, dar numai de astea mi-m amintit acum.
PS
Scuze pentru dactilografiere, caci nu am rabdare sa recitesc.
O voi face alt data. S-auzim de bine si astept comentarii.
Cauta si Aici

Epigenetica si sepsiul sever 2012 Marți, Mai 15 2012 

AUICEM 2012

Mecanisme moleculare in sepsisul sever: abordare din prisma epigeneticului
W.F. Carson, S.L. Kunekel
Pg 3-11

Sepsisul sever, socul septic, arsurile, stroke-ul si leziunea de ischemie re-perfuzie au in comun anumite mecanisme fiziopatologice. In ciuda diferitelor lor etiologii au multe similaritati din punctul de vedere al evolutiei imunologice.
Supravietuitorii unui soc sever traiesc semnificativ mai putin dencit populatia generala. Reducerea duratei de supravietuire coreleaza cu susceptibilitate crescuta la infectii nosocomiale si infectii oportunistice.
Supravietuitorii unui soc sever si cei ai traumatismelor prezinta adesea fenotipuri imunosupresoare particulare care implica atit sitemele de celulele implicate in procesul imun cit si functiile lor. Aceste fenotipuri au fost identificate atit la om cit si la animale. Sepsisul sever si infalmatia se asociaza adesea cu apoptoza masiva la numeroase nivele dintre care apoptoza celulelor imune este cruciala; fenomenele imunologice observate dupa aceea sint adesea asociate cu acesata pierdere masiva de celule imunitare. Totusi, resectiva deficienta definita adesea drept imunosupresie post-septica persista adesea in ciuda eventualei reveniri a numarului de celule imunitare (atit in singele periferic cit si in organele limfatice) la nivelul anterior agresiunii.
Scopul principal al cercetarilor contemporane in imunosupresia indusa de sepsis si cea indusa de socul sever este acela de a elucida mecanismele moleculare care stau la baza fenomenului de imunosupresie persistenta IN celulele care au supravietuit sepsusului sever si si-au revenit dupa evenimentul apoptotic.
Implicatiile clinice sint evidente.
In sepsisul sever continua sa existe putine posibilitati de diagnosticare a imunosupresiei. Singura modalitate disponibila este analiza functionala a leucocitelor (functional analysis of leukocyte function). Legatura dintre inflamatia severea si imunodepresie ramine o cutie neagra care trebuie descifrata la nivel molecular. Este o sarcina importanta aceea de a se identifica un tratament pentru imunosupresia post-septica .Din cealalta perspectiva, folosirea imunosupresoarelor pentru tratamentul unor boli cornice pot duce la reducerea supravietuirii in acut prin modularea neadecvata a functiei imunitare.
Un ultim scop al actualei prezentari este acela de a identifica legaturi intre stresul fiziologic al raspunsului fazei acute si evolutia imunologica pe termen lung a pacientului care supravietuieste unui episod inflamator amenintator de viata.
Date recente din domeniul epigenetic au furnizat citeva informatii despre conexiunile dintre infalmatia severa, reglarea functiei genice si functia celulelor imune.
Epigenetica este un cimp larg de studiu care circumscrie toate mecanismele celulare implicate in reglarea functiilor genelor fara sa se modifice structura acestora.
Exemple de mecanisme epigenetice

– modularea fucntiei genei (de tip silencing) prin metilarea AND
– modularea expresiei genice prin modificarea histonelor
– modularea fucntei genelor prin modificari postranscriptionale la nivelul mRNA prin expresia mcro-RNA.

Epigenetica joaca un rol fundamental in biologie mai ales in controlul diferentierii celulare de la progenitorii multipotenti la celulele mature specializate.
Epigenetica controleaza

– hematopoeza
– activarea si lineage commitment (filiatie angajata, maturare ?) a leucocitelor adulte

Raspunsul imun productiv necesita insumarea tuturor celor trei mecanisme epigenetice pentru a conduce functia genica. Un coroloar al acestei afirmatii este acela ca daca ne aflam in fata unui control incorect al activitatii genice raspunsul imun va fi neadecvat. Modularea raspunsului genic prin mecanism epigenetic la nivelul celulelor imune a fost pus in legatura cu unele boli

– boli autoimmune
– imunosupresie

Epigenetica joaca un rol din ce in ce mai mare in intelegerea fiziopatologiei sepsisului, socului, traumatismelor dar si a imunosupresiei post-septice.

a. Mecanismele epigenetice controleaza functia leucocitara in post-sepsis

In ciuda acumularii importante de date si posibilitati terapeutice in domeniul sepsisului mortalitatea continua sa fie mare. (nn Date statistice din 2011 vorbesc despre mortalitate de cel putin 35% in sepsiul grav si socul septic in tarile dezvoltate. In tarile nedezvoltate mortalitatea ramine la cel putin 50%). Ea se explica prin complexitatea acestei stari care implica

– furtuna citokinica care este un complex dificil de inteles de molecule intredependente
– disfunctia multipla de organ
– distructii tisulare multiple

Sint implicate toate componentele sistemului imun atit componenta celulara cit si cea umorala dar si cea innascuta si cea dobindita. Exista o multitudine de stimuli care influenteaza activarea si functionarea fiecarui subset de celule immune. Din cauza coplexitatii procesului, adesea terapiile care au ca tinta mediatorii proinflamatori esueaza in a controla raspunsul inflamator in sepsis. Un exemplu important este folosirea de anticorpi anti alfaTNF in acest scop. Desi alfaTNF joaca un rol crucial in furtuna citokinica blocarea lui prin anticorpi specifici nu a fost urmata de imbunatatirea evolutiei pacientului septic cu exceptia situatie particulare in care se bloarea alfaTNF se realizeaza intr-un interval foarte limitat si precis de evolutie a sepsisului. Rezultatele aceste aduc in atentia noastra multifactorialitatea raspunsului septic dar si necesitatea de a ne adresa, pe de-o parte unor multiple tinte alese dintre medaitorii proinflamatori si pe de alta parte obligativitatea ca interventia sa se realizeze in fereastra de timp adecvata.
Pentru depasirea SIRS sistemul imun al pacientului trebuie sa controleze expresia unor numerosi mediatori pro-inflamatori la nivelul mai multor tipuri de celule.
Multe dintre mecanismele moleculare care care controleaza trecerea de la SIRS la CARS (compensatory anti-inflammatory response syndrome) sint cu spectru larg cum ar fi:

– cresterea globala a citokinelor antiinflamatorii ca IL-10 si TGF beta
– cresterea citokinelor care guverneaza calea Th2 ca IL-3 si care contracareaza raspunsul Th-1

Aceste doua mecanisme nu reduc activ supra-expresia continua a citokinelor pro-inflamatorii. Ele se adreseaza suprimarii functiei inflmatorii a celuleor implicate atit la nivelul mecanismelor imune innascute cit si la nivelul celor dobindite.
Identificarea mecanismelor epigenetice endogene care duc la fenomenul de “gene silencing” pot permite identificarea unor tinte terapeutice moleculare interesante.
Identificarea markerilor asociati cu dezvoltarea CARS si imunosupresia post-septica va permite identificarea pacientilor care sint la risc de a dezvolta un sepsis sever sau un soc septic.

Markeri CARS si imunosupresie post-septica

– reducerea activitatii potentiale a celulelor mieloide si limfoide ca raspuns la al doilea stimul (cum ar fi liganzii TLR sau Ag) in contextual complexului MHC.

Ea se evidentiaza prin reducerea producerii de cytokine proinflamtorii la cea de-a doua stimulare.
La nivelul celulelor dendritice scade productia de IL-12 dupa sepsis. Acest deficit se traduce prin reducerea rezistentei la infectarea cu germeni oportunisti cum este Asperillus fumigatus.
Macrofagele prosuc mai putine IL-12 si alfa-TNF.
La nivelul celulelor CD4+T se observa o dereglare a generarii de cytokine prin liniile Th atit in vitro cit si in vivo. Se identifica si o modificare a fenotipului citokinic al Th-1 si Th-2 precum si o tendinta crescuta a celulelor naïve efectoare DC4-T sa devinta T reglatoare.
Concomitent au fost identificate mecanisme epigenetice precise care se mentin la distanta de evenimentul declansator.
Studiile sint executate in vitro.

Celulele macrofage

– studiile s-au realizat mai ales cu LPZ urmarindu-se toleranta la acestea

S-a observat ca la a doua expunere la LPZ a macrofagelor acestea devin refractare desi la prima expunere raspunsul secretor a fost adecvat. In acest caz s-au identificat urmatoarele modificari epigeneice:

– cresterea nivelului de metilare represiva H3K9 in regiunile promoter Il 1b si Tnfn care are ca rezultat reducerea producerii de IL 1beta si alfa-TNF.

– Pe regiunea promoter Tnfa actioneaza doua enzyme (histonmetil transferaza G9a si ADNmetil transferaza Dnm+3a1b). Ele sint implicate in realizarea tolerantei la LPZ

Studiile de mai sus au fost realizate in vitro.
Studii in vivo au urmarit nivelul de exprimare al macrofagelor pulmonare pentru acetilarea (H4) si metilarea (H3K4) histonelor in regiunile promoter (Il 12p35 si Nos 2) pentru sinteza de alfaTNF.
Se presupune ca mecanismele descrise mai sus sint importante pentru imunospuresia post-septica.

Celuele dendritice din linia mieloida

Ele au fenotip citokinic asemanator magrofagelor.
Iai reduce productia de Il-12 sub stimularea TLR si cu implicarea Th1 si CD4+T ca urmare a modularii histonelor (H3K4me, H3K27me) la nivelul promotorilor Il2p35 si Il12p40

Celulele CD4+T

Socul septic este considerat un sindrom imun interesind mai ales sistemul imun innascut declansat pe calea de semnalizare a TLR la expunerea la germeni patogeni si produsi microbieni care necesita sau nu prezenta celule necrozate.
SIRS si CARS implica mai ales sistemul imun adaptativ.
Ex. Sistemul celulelor T produc IL-2, IFNgamma si IL-17A. Ele joaca un rol important in furtnuna citokinica prin favorizarea proliferarii leucocitare, activarea liniei Th-1, generarea sau acumularea de neutrofile.
Switcu-ul SIRS – CARS coreleaza cu cresterea citokinelor generate tot de celule T (IL-10, IL-4). Ambele suprima sau modifica raspunsul Th1 central la sepsis.
De asemenea, switch-ul SIRS – CARS coreleaza cu o crestere a celulelor T periferice reglatoare si poate functiona ca sabie cu doua taisuri. Celulele T reglatoare pot suprima inflamatia nedorita din SIRS dar lasa gazda vulnerabila la infectii secundare.
Sitemul imun adapataiv este foarte important pentru apararea fata de o mare varietate degermani patogeni dar modularea lui este generatoare de imunosupresie.
Deficeinte ale fucntiei celulelor CD4+T dupa sepsis rezulta din reducerea raspunsului proliferativ, modularea producerii de citokine, cresterea apoptozei in tesutul limfoid. Exista studii care asociaza modularea in modificarea histonelor cu deficientele de activare de mai sus si furnizeaza un mecanism molecular pentru filiatia atribuita a limfocitelor Thelper (Th lineage commitment).
Dupa inceperea sepsisului, in timpul trecerii de la SIRS la CARS celulele CD4+T prezinta un raspuns citokinic inhibat pentru Th1 in loc de Th2. Acest fenomen poate fi atribuit partial reducerii producerii de IL-12 de catre celulele dendritice post-septice. Totusi, acest comportament se mentine chiar dupa restimularea in vitro a celulelor in absenta unor celule accesorii. Ceea ce-i face pe cercetatori sa se orienteze catre un mecnism inhibitor intrinsec care duce la inhibarea generari raspunsului Th1. Celulele CD4+T de la animalele post-septice prezinta o crestere a metilarii represive de la nivelul H3K27 a promotorului Ijng care este o gena critica pentru functionarea Th1. Ca urmare scade productia de INFgamma in populatia de celule CD4+T care pot fi ininfluentate pe filiera Th1. Se ajunge in acest fel la modificari de lunga durata ale activitatii celulelor CD4+T post-septice. Autorii dau ca exemplu cresterea metilarii H3K27 in regiunea promoter Gata3 (care este un factor de transport important in Th2) care coreleaza cu un ”lineage commitment” incomplete la Th2. Cresterea metilarii H3K9 in regiunea promoter Foxp3 (un factor reglator al trasncriptiei in celulele T) coreleaza cu cresterea numarului de ceule T reglatore si cresterea activitatii acestora in celulele CD4+T post-septice.
In ambele cazuri se ajunge la modificri importante ale functiei CD4+T.

In concluzie
Este limpede ca situatii cu raspuns inflamator sever, amenintatoare de viata, pot avea efecte semnificative si de lunga durata asupra raspunsului imun. Un rol important il au celulele mieloide si limfoide prin supresia producerii de citokine si modularea a ceea ce se numeste ”linage commitment decisions”. Cunostintele in domeniu continua sa fie insuficiente.
Ex. Depsre cum se modifica in “+” sau “–“ activitatea enzimelor care modifica histonele se stie putin ca despre fenoemnul epigenetic in totalitate.

b. Enzimele care modifica histonele in sepsis: reglarea functiei laucocitelor si gravitatea bolilor.

Se crede ca expresia si sau activarea enzimelor care modifica histonele pot fi afectate de inflamatia sistemica. De asemenea este posibil ca enzimele acestea sa joace un rol important in declansarea si desfasurarea furtunii citokinice prin activarea locilor proinflamtori.
Mecanismele sint greu de investigat din cauza conplexitatii fenomenelor si a lipsei animalelor modificate in acest sens. De asemnea, moleculele disponibilie nu au efecte tintite pe fenomenele de interes.
Studii recente au arata totusi ca sepsieul si functia imuna celulara asociata sepsisului por fi modificate prin modificarea (modularea) activitarii enzimelor care modifica histonele.
Histonele pot suferi fenomene de metilare, acetilare, fosforilare…etc.
S-a lucrat pe enzime de tip deacetilaza (HDACs = histone deacetylase enzymes) si inhibitori ai acestora (HDACIs = histone deacetylase inhibotors).
Pe singe uman s-a folosit calsa de inhibitori de mai sus si s-a obtinut blocarea sau reducerea producerii de citokina dupa stimularea cu LPZ.
Pe modele experimentale in vivo s-a obtinut:

– reducerea markerilor de sepsis (infiltrat celular, nivelul seric de citokine )
– reducerea grabitatii sepsisului tradusa prin rducerea mortalitatii.

Studiul metilarii histonelor se confrunta cu lipsa agentilor active in acest sens. Totusi, a fost creat un model de soarece modificat genetic in acest sens pe care se lucreaza.

Concluzii

Sepsisul grav si socul septic se caracterizeaza prin supa-producerea necontrolata de chemokine si citokine proinflamatorii care duc la generarea unui raspuns inflamator sistemic, care, la rindul sau este urmat de leziuni celulare si crestera mortalitatii.
Mecanismele epigenetice de control al activitagii genice joaca un rol fundamental in generarea raspunsului septic. Studiul acestor fenomene complexe este la inceput. Este posibil ca intelegerea fenomenului sa aduca in atentia noastra noi tinte terapeutice. Numai sa nu se intimple la fel cum s-a intimplat cu descifrarea functiei TLRs a caror manipulare nu a pemis, inca, imbunatatirea ingrijirii pacientului septic.

Imi permit sa fixez o amintire recenta si niste observatii.
La deschiderea congresului din primavara aceasta de la Bruxeles, linga mine s-au asezat doi mai tineri colegi de specialitate.
Tinindu-se seama de importanta care se acorda in acest moment intelegerii fenomenului epigenetic, una dintre cele patru prezentari din ceremonia de deschidere s-a referit la metilarea histonelor si importanta lor in controlul activitatii genice. Stimatii mei colegi au suportat prlegerea pina pe la mijolc, dupa care s-au declarat nemultumiti: Treaba asta cu metilare nu o mai suport, a zis domnisoara si s-a ridicat sa pleca insotita de tinarul sau companion. Si au plecat.
La fel am patit-o mai tirziu cu o alta colega care era foc de suparata pe cleulel dendritice, acelea care au rol fundamenatal in decalnsareaa sepsisului, intretinerea lui si depresia imuna post-septica.
Din nefericire, ceea ce nu intelegem, ignoram si ne intoarcem la lucrurile cunoscute noua carora le acordam o mult mai mare importanta decit merita. Si tot din nefericire, atunci cind evenimentele nu se desfasaora asa cum ne asteptem, nu ne intoarcem la ceea ce nu stim ca sa incercam sa intelegem ci dam cele mai fantasmagorice explicatii folosindu-ne de ceea ce stim.
Si aici remeorez momentul in care s-a nascut imunitatea ca stiinta si absurditatea primei teorii in domeniu.
In laboratorul lui Pasteur, lucra un umil cercetator, pe numele sau Roux (daca nu ma insel). Se lucra la studiul unui germene cu care erau infectate niste gaini. La un moment dat, un lot de gaini desi corect injectate de respectivul cercetator nu au facut boala. Nefacind boala, Roux le-a lasat printre gainile sanatoase. La o a doua testare, printre gainile ijectate s-au numarat si citeva dintre gainile din lotul cu pricina. Toate animalele de expetienta au facut boala, mai putin acestea. De data aceasta, Pasteur a sesizat fenomenul iar Roux si-a adus aminte de evenimente privind cu groaza la maestru… si asteptind un perdaf pe masura. Mastrul nu numai ca nu l-a certat, l-a lasat in boii lui si s-a retras singur citeva zile perioada in care nu a vorbit cu nimeni. Dupa ragazul de meditatie a iesit cu prima teorie care incerca sa explice mecanismele imunitatii prin aberanta ipoteza a consumului de substrat. Prima injectare care nu a reusit sa produca boala a dus la consumul substratului necesar dezvoltarii germenilor ceea ce a facut ca la o a doua injectare acestia sa nu mai aiba pe ce sa se dezvolte…
Asa s-a nascut imunoloigia si ipoteza gresita a consumului de substrat a stat la baza producerii primelor vaccinuri si folosiea lor in practica.
Pasteur a fost un gigant al gindirii biologice, in ciuda pregatirii sale de chimist, pe cind Roux n-a fost decit un modest lucrator in domeniul biologiei care nu s-a remarcat prin aproape nimic si care nu s-a putut molipsi de la genialitatea mentorului sau.
Ma tineri colgi si prieteni,
Nu ignorati marile descoperiri ale vremurilor voastre. Incercati sa le sesizati si sa le integrati in sistemul dumneavoastra de gindire medicala. Nu va limitati numai la protocoale. Protocoalele va apara de malpraxis-ul oficial si de avocati, dar nu va deschid perspective noi. Nu asteptati ca sefii specialitatilor dumneavoastra sa ajunga sa sesizeze importanta desoperirilor contemporane. Este posibil ca dinsii sa le vada mult prea tirziu. In acest moment informatia biologico-medicala la nivelul sau teoretic in cele mai multe dintre domeniile noastre este in urma cu cel putin 5-10 ani fata de starainatate.