Simple Science

Scienza all'avanguardia spiegata semplicemente

# Scienze della salute# Malattie infettive (eccetto HIV/AIDS)

Nuove scoperte sulle reazioni della lebbra: studio dell'espressione genica

La ricerca fa luce sull'attività genica legata alle reazioni di lebbra.

― 6 leggere min


Approfondimenti sulloApprofondimenti sullostudio dei geni dellalebbralebbra.collegata a reazioni dolorose dellaLa ricerca svela l'attività genica
Indice

La lebbra è una malattia della pelle e dei nervi causata da un batterio chiamato Mycobacterium leprae. È una malattia che si può trattare efficacemente, ma se non viene curata può portare a danni ai nervi. Questo perché la lebbra colpisce i nervi periferici, causando una varietà di sintomi. Negli anni, da quando è stato introdotto un trattamento chiamato terapia multidrug, il numero di persone con lebbra è diminuito drasticamente, passando da milioni a circa 200.000. Tuttavia, il numero di nuovi casi scoperti ogni anno è rimasto costante, il che solleva alcune domande sull'efficacia degli sforzi di rilevamento. È possibile che ci siano più casi là fuori di quelli segnalati, a causa di una diminuzione delle attività di rilevamento.

Una delle sfide principali nella gestione dei pazienti con lebbra riguarda qualcosa chiamato reazioni lebbrose. Questi sono episodi infiammatori intensi che possono verificarsi anche dopo un trattamento di successo. Il tipo di reazione più comune è conosciuto come reazione di inversione di tipo 1 (T1R), che colpisce circa il 30% al 50% dei pazienti con lebbra. Le T1R possono verificarsi anche dopo che i batteri sono stati eliminati dal corpo e possono portare a ulteriori danni ai nervi e disabilità.

Nonostante i progressi nella comprensione dei segni di queste reazioni a livello genetico, non ci sono ancora test affidabili per identificare i pazienti a rischio di T1R. La mancanza di strumenti per individuare queste reazioni precocemente è un ostacolo significativo per trattare la lebbra in modo efficace. Gli attuali sforzi per controllare la lebbra si concentrano sul prevenire i danni ai nervi, identificare i fattori che possono portare a T1R e riconoscere i pazienti che potrebbero sperimentare queste reazioni in anticipo.

Lo Studio dell'Espressione genica

Per capire meglio le T1R, i ricercatori hanno condotto uno studio focalizzandosi su come alcuni geni vengono espressi quando il corpo incontra M. leprae. Studiando i cambiamenti nell'RNA, che trasmette informazioni genetiche, i ricercatori miravano a scoprire se questi cambiamenti potessero suggerire nuovi modi per trattare le T1R. Lo studio ha coinvolto l'analisi di campioni di sangue da pazienti vietnamiti con lebbra recentemente diagnosticati e privi di sintomi T1R al momento dell'arruolamento. Dopo controlli regolari per tre anni, alcuni di questi pazienti hanno sviluppato T1R, il che ha permesso ai ricercatori di studiare le differenze nell'espressione genica tra quelli che hanno sperimentato reazioni e quelli che non lo hanno fatto.

I campioni di sangue sono stati elaborati per estrarre l'RNA. I ricercatori hanno stimolato il sangue con M. leprae per vedere come l'RNA cambiasse in risposta ai batteri. Hanno utilizzato metodi di sequenziamento avanzati per misurare i livelli di vari trascritti di RNA presenti nel sangue. Questa analisi dettagliata ha permesso loro di identificare quali geni erano più attivi e come la loro attività cambiava dopo la stimolazione, fornendo spunti sulla risposta biologica alla lebbra.

Risultati Chiave sull'Espressione Genica

I risultati hanno mostrato che, mentre le cellule del sangue di entrambi i gruppi di pazienti rispondevano in modo simile al trattamento con M. leprae, c'erano differenze notevoli nella forza e nel tipo di risposta. Migliaia di trascritti hanno mostrato up-regulation, il che significa che erano più attivi dopo l'esposizione ai batteri. L'up-regulation dei geni legati alle risposte immunitarie è stata particolarmente pronunciata nei pazienti che in seguito hanno sviluppato T1R.

Guardando le caratteristiche di specifici geni che erano più attivi, i ricercatori hanno scoperto che i pazienti che hanno sviluppato T1R avevano un'espressione molto più alta di alcuni geni coinvolti nei processi infiammatori. Questi risultati hanno suggerito una possibile base biologica per cui alcuni pazienti sono più inclini a queste reazioni dannose dopo il trattamento della lebbra.

Al contrario, i pazienti che non hanno sviluppato T1R hanno mostrato una risposta immunitaria più equilibrata, suggerendo che potrebbero avere risposte infiammatorie meglio regolate.

Cosa è l'Uso Differenziale dei Trascritti?

Oltre a studiare l'espressione genica, i ricercatori hanno anche esaminato quanto spesso venivano utilizzati diversi trascritti di RNA, un concetto noto come "uso differenziale dei trascritti" (DTU). Non tutti gli RNA di un dato gene vengono utilizzati in modo uguale. Alcuni geni possono produrre più forme di RNA, e il modo in cui queste forme vengono espresse può plasmare la risposta del corpo agli stimoli.

Lo studio ha esaminato se l'uso di determinati trascritti differisse tra i due gruppi di pazienti dopo la stimolazione con M. leprae. I ricercatori hanno trovato che molti trascritti mostravano differenze nell'uso, e alcuni geni legati all'immunità avevano un modello distinto tra i gruppi T1R e T1R-free.

Questa analisi ha permesso ai ricercatori di identificare quali forme specifiche di geni erano più probabili da attivare o sopprimere e come queste variazioni erano legate al rischio dei pazienti per le T1R.

Implicazioni dello Studio

I risultati suggeriscono che la risposta alla lebbra e lo sviluppo di T1R possono essere influenzati sia dal livello di espressione genica che dall'uso specifico di diversi trascritti. Capire come entrambi i fattori interagiscono potrebbe aprire la strada allo sviluppo di migliori strumenti diagnostici per prevedere chi è a rischio di T1R prima che compaiano i sintomi.

Sapere quali geni sono più attivi nei pazienti con T1R potrebbe portare alla scoperta di nuovi biomarcatori, che sono indicatori che potrebbero essere utilizzati per identificare i pazienti a rischio. Queste informazioni sono cruciali per un intervento tempestivo e una gestione migliorata delle reazioni alla lebbra, migliorando gli esiti per i pazienti.

Andare Avanti con la Ricerca

È necessaria ulteriore ricerca per esplorare i ruoli specifici che diversi trascritti e le loro forme giocano nella risposta immunitaria alla lebbra. I futuri studi potrebbero concentrarsi su perché alcuni pazienti hanno una risposta infiammatoria più intensa, come i loro sistemi immunitari reagiscono in modo diverso e quali fattori influenzano lo sviluppo di T1R.

Comprendere i meccanismi sottostanti potrebbe portare a nuove strategie di trattamento che mirano a percorsi specifici coinvolti nelle T1R e migliorare la qualità della vita dei pazienti con lebbra. Combinando le intuizioni provenienti dall'espressione genica, dall'uso dei trascritti e dalle risposte dei pazienti, i ricercatori possono lavorare per una gestione più efficace della lebbra e prevenire incidenti di T1R.

Conclusione

La lebbra rimane una malattia complessa con sfide significative nella gestione e nel trattamento. Lo studio dell'espressione genica e dell'uso dei trascritti fornisce spunti preziosi su come il corpo reagisca a M. leprae e sui fattori che possono contribuire al rischio di reazioni gravi come le T1R. Continuando a indagare in queste aree, i ricercatori possono sviluppare migliori strumenti diagnostici e strategie di trattamento per supportare coloro che sono colpiti dalla lebbra. L'obiettivo finale è migliorare la cura e i risultati per i pazienti, rendendo la lebbra più gestibile e riducendo l'incidenza delle T1R in futuro.

Fonte originale

Titolo: Type 1 reaction leprosy patients display distinct immune-regulatory capacity before onset of symptoms

Estratto: Leprosy is a chronic disease of the skin and peripheral nerves caused by Mycobacterium leprae. A major public health and clinical problem are leprosy reactions, which are inflammatory episodes that often contribute to nerve damage and disability. Type I reversal reactions (T1R) can occur after microbiological cure of leprosy and affect up to 50% of leprosy patients. Early intervention to prevent T1R and, hence, nerve damage, is a major focus of current leprosy control efforts. In a prospective study, we enrolled and collected samples from 32 leprosy patients before the onset of T1R. Whole blood aliquots were challenged with M. leprae sonicate or media and total RNA was extracted. After a three-year follow-up, the transcriptomic response was compared between cells from 22 patients who remained T1R-free and 10 patients who developed T1R during that period. Our analysis focused on differential transcript (i.e. isoform) expression and usage. Results showed that, at baseline, cells from T1R-destined and T1R-free subjects had no main difference in their transcripts expression and usage. However, the cells of T1R patients displayed a transcriptomic immune response to M. leprae antigens that was significantly different from the one of cells from leprosy patients who remained T1R-free. Transcripts with significantly higher upregulation in the T1R-destined group, compared to the cells from T1R-free patients, were enriched for pathways and GO terms involved in response to intracellular pathogens, apoptosis regulation and inflammatory processes. Similarly, transcript usage analysis pinpointed different transcript proportions in response to the in-vitro challenge of cells from T1R-destined patients. Hence, transcript usage in concert with transcript expression suggested a dysregulated inflammatory response including increased apoptosis regulation in the peripheral blood cells of T1R-destined patients before the onset of T1R symptoms. Combined, these results provided detailed insight into the pathogenesis of T1R. Author SummaryThe prevention and clinical management of type 1 reactions (T1R) remain an important unmet need to reduce nerve damage in leprosy patients. It is not known why 30-50% of leprosy patients will develop T1R. This knowledge gap underlies the need for a better mechanistic understanding of T1R that could lead to biomarker candidates to identify leprosy patients who are at high risk of developing T1R. Here, we used a prospective design in which leprosy patients were enrolled before the onset of T1R.Whole blood samples were obtained at enrollment, aliquots were left unstimulated or were stimulated M. leprae antigens and total RNA was extracted. Patients were followed for three years at which time 10 out of 32 participants had developed T1R. Subsequent transcript expression and usage analyses revealed that groups differed little in their isoform landscape at baseline. Following stimulation, transcriptomic response differences became pronounced. Transcripts with higher response in T1R group preferentially involved genes of intracellular defense and inflammatory pathways. Among these transcripts, non-coding ones had higher frequency in T1R. Our study provided new insights into the T1R pathogenesis by suggesting a role for non-coding transcripts into the immune dysregulations of T1R and providing additional candidate genes and their isoforms to be further investigated.

Autori: Erwin Schurr, W. Correa-Macedo, M. Dallmann-Sauer, M. Orlova, J. Manry, V. M. Fava, N. T. Huong, N. N. Ba, N. Van Thuc, V. H. Thai

Ultimo aggiornamento: 2023-12-19 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.12.18.23300119

Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.12.18.23300119.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia medrxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

Articoli simili