Пандемија ЦОВИД-19 показала је једну ствар непогрешиво јасно: људи могу доживети исту инфекцију на драматично различите начине. Неки развијају благе симптоме, док се други суочавају са тешком болешћу. Овај широк спектар исхода поставља фундаментално питање. Зашто две особе изложене истом патогену реагују тако различито?
Велики део одговора лежи у разликама у генетици (гени које наслеђујете) и животном искуству (ваша животна средина, инфекција и историја вакцинације). Ови фактори утичу на то како се ћелије понашају кроз суптилне хемијске промене познате као епигенетске модификације. Ове молекуларне промене помажу да се утврди који су гени активни или тихи, обликујући начин на који ћелије функционишу без промене секвенце ДНК у основи.
Истраживачи са Института Салк су сада направили детаљан епигенетски каталог који показује како наслеђене особине и животна искуства утичу на различите типове имуних ћелија на различите начине. База података специфична за тип ћелије, објављена у Природна генетика 27. јануара 2026. нуди нови увид у то зашто се имунолошки одговори толико разликују међу појединцима. Такође указује на будуће третмане који би могли бити прилагођени јединственој биологији сваке особе.
„Наше имунолошке ћелије носе молекуларни запис и наших гена и наших животних искустава, а те две силе обликују имуни систем на веома различите начине“, каже старији аутор др Џозеф Екер, професор, председавајући Међународног савета Салка за генетику и истраживач на Медицинском институту Хауард Хјуз. „Овај рад показује да инфекције и изложеност животној средини остављају трајне епигенетске отиске прстију који утичу на понашање имунолошких ћелија. Решавањем ових ефеката ћелија по ћелију, можемо почети да повезујемо генетске и епигенетске факторе ризика са специфичним имуним ћелијама где болест заправо почиње.“
Шта је епигеном и зашто је важан
Свака ћелија у људском телу садржи исту ДНК. Ипак, ћелије могу изгледати и деловати потпуно другачије, у зависности од њихове улоге. Ова разноликост је делимично вођена епигенетским маркерима, малим молекуларним ознакама причвршћеним за ДНК које помажу у контроли који се гени укључују или искључују у свакој ћелији. Заједно, сви ови маркери чине епигеном ћелије.
За разлику од саме ДНК, епигеном се може променити током времена. Неки епигенетски обрасци су под снажним утицајем наслеђених генетских разлика, док су други обликовани искуствима током живота. На имунске ћелије утичу обе силе, али до сада научници нису знали да ли су наследне и искуствене епигенетске промене на исти начин обликовале имуне ћелије.
„Дебата између природе и неге је дугогодишња дискусија и у биологији и у друштву“, каже коаутор др Венлианг Ванг, научник у Екеровој лабораторији. „На крају, и генетско наслеђе и фактори животне средине утичу на нас, и желели смо да схватимо како се то тачно манифестује у нашим имунолошким ћелијама и информише наше здравље.“
Како животна искуства остављају молекуларни траг на имуним ћелијама
Да би разоткрио ефекте генетике и искуства, истраживачки тим је анализирао узорке крви од 110 људи различитог порекла. Ови узорци су одражавали широк спектар генетских варијација и животних изложености, укључујући грип; инфекције ХИВ-1, МРСА, МССА и САРС-ЦоВ-2; вакцинација против антракса; и излагање органофосфатним пестицидима.
Научници су испитали четири главна типа имуних ћелија. Т ћелије и Б ћелије су познате по томе што задржавају дуготрајну имунолошку меморију, док моноцити и природне ћелије убице брзо реагују на претње. Упоређивањем епигенетских образаца у овим ћелијама, тим је направио свеобухватан каталог епигенетских маркера, који се такође називају диференцијално метиловани региони (ДМР), за сваки тип имуне ћелије.
„Открили смо да генетске варијанте повезане са болешћу често функционишу тако што мењају метилацију ДНК у специфичним типовима имуних ћелија“, каже коаутор др Вубин Динг, постдокторски сарадник у Ецкеровој лабораторији. „Мапирањем ових веза, можемо почети да прецизирамо на које ћелије и молекуларне путеве могу утицати гени ризика од болести, што потенцијално отвара нове путеве за циљаније терапије.“
Раздвајање наслеђених и епигенетских промена вођених искуством
Кључни напредак студије била је способност да се разликују епигенетске промене везане за генетику (гДМР) од оних које су повезане са животним искуствима (еДМР). Истраживачи су открили да се ове две врсте маркера обично појављују у различитим деловима епигенома. Генетски наслеђене промене су се чешће налазиле у близини стабилних генских региона, посебно у дуговечним Т и Б ћелијама. Насупрот томе, промене везане за искуство биле су концентрисане у флексибилним регулаторним регионима који контролишу брзе имуне одговоре.
Ови обрасци сугеришу да генетика помаже у успостављању дугорочних имунолошких програма, док искуства фино подешавају како имуне ћелије реагују на специфичне ситуације. Биће потребно више истраживања да би се у потпуности разумело како ови утицаји утичу на имунолошки учинак у здрављу и болести.
„Атлас имунолошких ћелија наше људске популације такође ће бити одличан ресурс за будућа механичка истраживања како инфективних тако и генетских болести, укључујући дијагнозе и прогнозе,“ каже коаутор др Маној Харихаран, виши научник у Ецкеровој лабораторији. „Често, када се људи разболе, нисмо одмах сигурни у узрок или потенцијалну озбиљност – епигенетски потписи које смо развили нуде мапу пута за класификацију и процену ових ситуација.“
У правцу предвиђања исхода болести и персонализације неге
Налази наглашавају колико снажно и генетика и животно искуство обликују идентитет имуних ћелија и понашање имуног система. Нови каталог такође пружа полазну тачку за дизајнирање персонализованијих приступа лечењу и превенцији.
Ецкер напомиње да како база података расте са додатним узорцима пацијената, то би могло помоћи да се предвиди како би појединци могли реаговати на будуће инфекције. На пример, ако довољно пацијената са ЦОВИД-19 приложи податке, истраживачи би могли открити да преживели деле заједнички заштитни еДМР. Лекари би затим могли да анализирају имуне ћелије новозараженог пацијента да виде да ли је тај заштитни маркер присутан. Ако недостаје, научници би потенцијално могли да циљају повезане регулаторне путеве како би побољшали резултате.
„Наш рад поставља основу за развој прецизних стратегија превенције заразних болести“, каже Ванг. „За ЦОВИД-19, грип или многе друге инфекције, можда ћемо једног дана моћи да предвидимо како ће неко реаговати на инфекцију, чак и пре излагања, јер кохорте и модели настављају да се шире. Уместо тога, можемо само да користимо њихов геном да предвидимо начине на које ће инфекција утицати на њихов епигеном, а затим предвидети како ће те епигенетске промене утицати на њихове симптоме.
Аутори и финансирање
Други аутори су Ана Бартлет, Сезар Бараган, Роза Кастанон, Винс Ротенберг, Хејли Сонг, Џозеф Нери, Џордан Алтшул, Миа Кенворти, Ханкинг Лиу, Веј Тијан, Ђингтијан Џоу, Ћуруи Зенг и Хуаминг Чен из Салка; Андрев Алдридге, Лиса Л. Саттервхите, Тхомас В. Бурке, Елизабетх А. Петзолд и Ванце Г. Фовлер Јр. са Универзитета Дуке; Беи Веи и Виллиам Ј. Греенлеаф са Универзитета Станфорд; Ирем Б. Гундуз и Фабиан Муллер са Универзитета Сарланд; Тод Норел и Тимоти Џ. Бродерик са Флоридског института за људску и машинску спознају; Мицах Т. МцЦлаин и Цхристопхер В. Воодс са Универзитета Дуке и Дурхам Ветеранс Аффаирс Медицал Центер; Ксилинг Схен са Института за биомедицинске иновације Терасаки; Париниа Панувет и Дана Б. Барр са Универзитета Емори; Јеннифер Л. Беаре, Антхони К. Смитх и Рацхел Р. Спурбецк из Баттелле Мемориал Институте; Синдху Вангети, Ирене Рамос, Герман Нуделман и Стуарт Ц. Сеалфон са Медицинског факултета Ицахн на планини Синаи; Флора Кастелино из америчког Министарства здравља и људских услуга; и Анна Мариа Валлеи и Тхомас Еванс из Ваццитецх плц.
Рад је подржала Агенција за напредне истраживачке пројекте одбране (Н6600119Ц4022) преко Канцеларије за истраживање војске САД (В911НФ-19-2-0185), Националних института за здравље (П50-ХГ007735, УМ1-ХГ009442, УМ1-ХГ009442, УМ1-ХГ0169 и Натионал), Фондација (1548562, 1540931, 2005632).
