Samce myszy mają trzy razy większe szanse na przeżycie infekcji E. coli niż samice

Samce myszy mają trzy razy większe szanse na przeżycie infekcji E. coli niż samice

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco (UCSF) opracowali nowe spojrzenie na choroby specyficzne dla płci, zakorzenione w biologii ewolucyjnej.

Twierdzą, że mężczyźni i kobiety obrali przeciwne ścieżki, jeśli chodzi o kompromis między odpornością a metabolizmem zachodzącym w wątrobie. Pomogło to mężczyznom w walce z infekcjami bakteryjnymi poprzez rany odniesione podczas walk o dominację, a kobietom pomagało w gromadzeniu tłuszczu podskórnego, aby przetrwać, gdy brakuje pożywienia.

Korzystając z myszy, naukowcy opisują aktywność szlaku sygnalizacyjnego, który reguluje lipidy, magazynuje tłuszcz w wątrobie u mężczyzn i uwalnia go do krwiobiegu u kobiet. Ten szlak sygnalizacyjny reaguje również na hormony wzrostu.

Zjawisko to mogło ukształtować biologię mężczyzn w sposób stwarzający ryzyko w dzisiejszym wysokokalorycznym środowisku. Odkrycia mają szczególne znaczenie w przypadku stłuszczeniowej choroby wątroby, która dotyka jedną czwartą populacji USA. Występuje głównie u mężczyzn, aż do osiągnięcia przez kobiety menopauzy.

„Naukowcy dopiero niedawno zaczęli rozumieć, że istnieją tak głębokie różnice między mężczyznami i kobietami” – powiedziała dr Holly Ingraham, profesor fizjologii molekularnej Herzstein na UCSF i współautorka badania, które ukaże się 21 października 2022 r. w czasopiśmie Science. „Zrozumienie tych różnic będzie kluczem do odblokowania terapii chorób specyficznych dla płci. Jednym z przykładów jest stłuszczenie wątroby”.

Eksperymenty wykazały, że samce myszy miały trzykrotnie większe szanse na przeżycie infekcji bakterią E. coli niż samice. U samic rozwinęła się hiperlipidemia, stan występujący również u ludzi z ciężką sepsą. Obniżenie poziomu lipidów pomogło im przetrwać.

Następnie naukowcy zbadali, jak samce i samice reagują na obecne wyzwanie środowiskowe, jakim jest przejadanie się, poprzez karmienie myszy pokarmem wysokotłuszczowym. U mężczyzn rozwinęła się stłuszczeniowa choroba wątroby i nietolerancja glukozy, które mogą prowadzić do cukrzycy typu 2, ale u kobiet nie. Dzieje się tak nawet wtedy, gdy mężczyźni i kobiety przybierają na wadze podobną.

Zespół przeszukał literaturę w poszukiwaniu czegoś, co mogłoby to wyjaśnić i zidentyfikował czynnik transkrypcyjny zwany BCL6, który zapobiega rozkładowi tłuszczu w wątrobie i występuje znacznie częściej u samców myszy.

Usunięcie genu tego białka wyeliminowało tłuszcz wątrobowy u samców, a tym samym ich zdolność do przetrwania infekcji.

„Programy obronne gospodarza w wątrobie są czynnikami predysponującymi do stłuszczenia wątroby u mężczyzn” – powiedziała dr Joni Nikkanen, stażysta podoktorski w Zakładzie Farmakologii Molekularnej Komórkowej, który rozpoczął pracę ze współautorem, doktorem Ajayem Chawlą, dawniej z UCSF, a obecnie w Merck Research Labs.

„Mamy ewolucyjną perspektywę na to, dlaczego takie programy ewoluowały – ponieważ chronią mężczyzn przed infekcjami bakteryjnymi” – powiedział. „Ale w innym kontekście te same programy nie są już dla ciebie dobre i rozwiniesz poważniejszą stłuszczeniową chorobę wątroby”.

Zespół zbadał także, jak obecność BCL6 wpływa na ekspresję genów w wątrobie. Proces ten rozpoczyna się w okresie dojrzewania, kiedy mężczyźni wytwarzają więcej testosteronu, a ich przysadka mózgowa zaczyna wydzielać hormon wzrostu w ostrych szczytach i dolinach.

Te sporadyczne wybuchy, prawdopodobnie regulowane przez testosteron, są ważne. Kiedy badacze w sposób ciągły wstrzykiwali samcom myszy hormon wzrostu podobny do tego wydzielanego przez samice, BCL6 zniknął z ich wątroby, a myszy utraciły zdolność zwalczania infekcji E. coli.

Wyniki wskazują, że hormon wzrostu może być potencjalną metodą leczenia osób dorosłych cierpiących na stłuszczenie wątroby; pomysł ten jest obecnie testowany. Jego działanie zostało już dobrze poznane u dzieci, u których przysadka mózgowa nie wytwarza wystarczającej ilości hormonu wzrostu. Szczególnie dzieci płci męskiej są podatne na stłuszczenie wątroby, które jednak ustępuje, gdy podaje się im hormon wzrostu w celu leczenia niskiego wzrostu.

Praca poszerza także naukowe spojrzenie na sposób walki organizmu z infekcjami, włączając w to narządy takie jak wątroba.

Walka pomiędzy infekcją a układem odpornościowym nadal toczy się. Ale wątroba rządzi na polu bitwy.”

Doktor Omer Gokcumen, antropolog ewolucyjny, Uniwersytet w Buffalo i współautor badania

Źródło:

Uniwersytet Kalifornijski – San Francisco

.