Sintezna imunologija iz Ljubljane

Izraz 'sintezna biologija' počasi postaja domač, 'sintezna imunologija' pa se sliši novo. Prav to pa je najboljša oznaka za projekt, ki ga je za tekmovanje iz sintezne biologije iGEM 2008 pripravila ekipa študentov Univerze v Ljubljani. Kako visoko se bodo uvrstili letos? Počakati bo treba samo še štiri dni - srečanje ekip s predstavitvami projektov bo potekalo ta konec tedna na univerzi MIT v Bostonu.

O sintezni imunologiji je na konferenci SyntheticBiology 2.0 leta 2006 sicer govoril že nobelovec David Baltimore [video] in napovedal, da je boj proti nekaterim okužbam mogoč samo z usmerjenim spreminjanjem imunskega odziva. In prav v to smer gre raziskovalni projekt ljubljanskih študentov, ki so se problema okužbe z bakterijo Helicobacter pylori (temo sem na kratko predstavil avgusta) lotili s kombiniranim pristopom. Kot so razložili na svojih wiki-straneh, so razvili več biokock (imenujejo jih imunokocke), torej konstruktov na ravni DNA, ki so usmerjene proti istemu povzročitelju bolezni.

Osnova za popravljanje imunskega odgovora je molekula flagelina, ki je poglavitni protein bakterijskih bičkov. Ker je naravni flagelin H. pylori za človeški imunski sistem neprepoznaven kot tujek, so ga v laboratoriju spremenili, tako spremenjenega pa imunske celice prepoznajo in lahko sprožijo ustrezen odgovor proti bakteriji. Na osrednji del molekule flagelina iz H. pylori so na obeh koncih dodali regije, ki izhajajo iz flagelina bakterije Escherichia coli in ki so ključne za imunogenost te molekule. Na ta spremenjeni flagelin so nato dodali še enega ali več drugih epitopov iz različnih virulenčnih dejavnikov H. pylori. S tem se bi imunogenost še povečala.

Vprašanje, kako tak konstrukt izpostaviti organizmu, da bi res prišlo do razvoja imunskega odgovora, so rešili tako, da so pripravili tri različne načine vnosa, ki jih je mogoče med seboj tudi kombinirati. Pri prvem postopku so pripravili rekombinantni protein in ga uporabili kot klasično cepivo - taka rekombinantna cepiva proti nekaterim drugim povzročiteljem v svetu že s pridom uporabljajo. Drugi pristop je z gensko spremenjenimi bakterijami E. coli, ki bi same delovale kot cepivo. Bakterijam so nadomestili gen za lastni flagelin s kombiniranim konstruktom flagelina iz H. pylori. Tretji pristop pa je DNA-cepivo, kjer bi v pacienta vbrizgali namesto antigena (proteina) vektor z zapisom za spremenjeni flagelin in v celicah bi prišlo najprej do sinteze imunogenega proteina, nato pa do razvoja imunskega odgovora. Vse tri pristope so preizkusili na celičnih kulturah, preverili pa so tudi, ali pri poskusnih miših res pride do nastajanja protiteles proti bakteriji. Testi so pokazali, da do odziva pride, rekombinantni protein se sintetizira in poskusne miši res izdelujejo protitelesa proti bakterijskim epitopom.

Razen opisanih osnovnih rešitev so pripravili še vrsto dodatnih konstruktov za aktivacijo receptorjev TLR5, vse konstrukte pa so analizirali z molekularnobiološkimi in celičnobiološkimi testi. Skupaj so pripravili kar 137 novih biokock, kar je izjemno število (nekatere ekipe so v prejšnjih letih pripravile samo dva ali tri konstrukte), kar bodo ocenjevalci, upam, upoštevali pri izboru najboljših ekip. Rezultatov in pristopov je toliko, da upam, da jih bodo v Bostonu znali predstaviti na način, ki bo razumljiv in prepričljiv.