Állandóan fennáll a lehetőség, hogy más élőlények DNS-e kerüljön szervezetünkbe. Már csak azért is, mert bennünk és rajtunk is számos mikroorganizmus él, a belélegzett levegővel pollenszemek kerülnek a légutainkba. Legnagyobb mennyiségben az elfogyasztott táplálékkal jut szervezetünkbe idegen DNS, ami azonban az emésztés során összetevőire bomlik. Vagy mégsem? Vajon lehetséges, hogy nagyobb DNS-darabok, esetleg teljes gének elkerülhetik a lebontást, és bekerülhetnek a keringési rendszerbe, és annak közvetítésével különböző szervekbe? Az MTA Molekuláris Medicina Kutatócsoport, az ELTE, a Semmelweis Egyetem és a Szent István Egyetem kutatói külföldi munkatársaikkal közösen - miközben más kérdést vizsgáltak - erre is találtak választ.
A vérben legnagyobb mennyiségben a sejtmaggal rendelkező sejtek tartalmaznak DNS-t, de emellett a plazmában is található sejteken kívüli szabad (cell-free, cf) DNS. Ezt már 1948-ban leírták, ennek eredete és szerepe még mindig nem teljesen egyértelmű. A cfDNS a szervezet saját sejtjeiből azok programozott sejthalálával kerülhet a plazmába, és különböző betegségek esetén a sejtek nekrózisával megnőhet a szintje. Más elképzelések szerint fehérvérsejtekből (DNS glikoprotein komplexekhez kötve) aktív folyamattal is kijuthat a véráramba, hogy ott jelátviteli útvonalban vegyen részt. Emellett a cfDNS idegen forrásokból is származhat, vírusokból és baktériumokból, vagy akár az elfogyasztott élelemből. Ez utóbbit azonban általában mégsem tekintik a cfDNS lehetséges forrásának.
Az emésztés során ugyanis a makromolekulák elemi összetevőire bomlanak, így a fehérjék aminosavakra, a nukleinsavak nukleotidokra. Néhány, állatokon végzett kísérlet viszont azt mutatta, hogy kisebb DNS-darabok bejuthatnak az elfogyasztott élelemből különböző szervekbe és szövetekbe. Vajon ezek elég nagyok ahhoz, hogy egy egész gént hordozzanak?
Spisák Sándor és munkatársai eredetileg betegségek genetikai markereit keresték az emberi vérben. Ehhez négy csoportba tartozó, összesen kétszáz emberből vett vérmintából kinyert cfDNS összetételét vizsgálták. Három csoport tagjainak vastagbéltükrözés szerint gyulladásos bélbetegségük, vastag- és végbéladenómájuk, illetve vastag- és végbélrákjuk volt, a negyedik csoport tagjai a vizsgálat szerint ilyen betegségekre negatívak voltak. Genetikai különbségeket kerestek a négy csoport közt, a betegség stádiuma szerint. Viszont az emberi mellett viszonylag sok ismeretlen szekvenciát is találtak, ami arra késztette a kutatókat, hogy felderítsék ezek eredetét. Ehhez a vérből kinyert cfDNS-darabokat előbb méret szerint három frakcióra osztották, majd a cfDNS-darabok bázissorrendjét frakciónként újgenerációs szekvenálással határozták meg A kapott szekvenciákat pedig eddigi kutatások eredményeiből összeállított adatbázishoz illesztették, hogy kiderítsék, milyen szervezetektől származnak a DNS-darabok. Az eredmények értékelésénél három korábbi kutatás során nyert szekvenciákat is újraelemeztek, így végül több, mint 1000 embertől származó szabad DNS szekvenciája alapján vonhatták le következtetéseiket.
A kutatók ebben a vizsgálatban inkább a kloroplasztiszok (növényi zöld színtest) genomjához illeszkedő szekvenciákat értékelték. Más élelmiszerből (például csirkéből) származó nyomokat is találtak, de a gerincesek közti nagyfokú homológia miatt úgy ítélték meg, hogy ilyen eredmények megerősítésére nagyobb minták kellenének.
A négy vizsgált csoportból a krónikus gyulladásos bélbetegségben (IBD) szenvedők legnagyobb méretű szabad DNS-darabjai közt találták a legtöbb, növényi színtest-genomokhoz illeszkedő szekvenciát. Ez azért érdekes, mert ezek a DNS-darabok elég nagyok ahhoz, hogy teljes géneket hordozzanak. Ugyancsak nagy arányban tudtak növényi (főleg tarlórépa-) DNS-t kimutatni egy japán kutatók által közzétett szekvenálási adatbázisban. Ebben a tanulmányban egy a Kawasaki-szindrómában szenvedő emberben kerestek potenciális patogéneket. A Kawasaki-szindróma egy autoimmun betegség, mely a vérerek gyulladásával jár. Ahogy a szerzők írják, gyulladás, mely mind ennek a betegségnek, mind az IBD-nek alapvető mozzanata, talán szerepet játszhat abban, hogy az élelmiszerből származó DNS magas koncentrációban található a vérben. Ennek tisztázása további vizsgálatokat igényel.
Egy másik vizsgálat szekvenciáin a kutatók a növényi DNS mennyiségi eloszlását is nyomon tudták követni. Ebben a kutatásban 903 várandós nő vett részt, és az eredeti cél az volt, hogy a magzati triszómiát (ilyen genetikai rendellenesség okozza például a Down-kórt) születés előtt nem invazív módszerrel mutassák ki. A minták 75%-ában találtak növényi DNS-t, melynek mennyisége ugyan egyénenként változó volt, viszont lognormális eloszlást mutatott, ami a kutatók szerint étrendi mintázatra utal. Érdekes, hogy a sok növényi DNS-szekvencia szójababból származhatott. Emellett más pillangósvirágúak (babfajok), burgonyafélék és számos más ehető fajnak vagy azok közeli rokonainak a szekvenciáit is kimutatták - az étrendet azonban ezekből az adatokból nem lehetett összeállítani.
A harmadik vizsgálat szintén a magzatok genetikai rendellenességeinek és betegséget jelölő markereknek a nem invazív módszerrel történő kimutatására irányult. Ehhez a vizsgálathoz egy várandós nőtől és az apától vettek vért, majd az anya mintájából kinyerték a plazmát, és a magzati köldökzsinórvérből is vettek mintát. A szülők véréből, illetve az anyai plazmából ki tudtak mutatni növényi DNS-t (a vérben az emberi sejtekből származó DNS jelenléte miatt sokkal kisebb arányban, mint a plazmában), míg a magzati köldökzsinórvérből nem. Ez az eredmény megegyezett a kutatók előzetes elvárásával, ugyanis bár az anyai vér eléri a magzatburkot, és a magzati plazma kimutatható az anyai vérben, de nincs közvetlen folyadék-kicserélődés az anya és a magzat között. Ezért bár némi plazma-DNS átjuthat az anyából a magzatba, ennek koncentrációja sokkal alacsonyabb kell, hogy legyen a köldökzsinórvérben.
Az eredmények tehát azt mutatják, hogy az élelemből származó DNS egy része nemcsak, hogy el tudja kerülni a lebontást az emésztés során, de nagy darabok, akár gének is épek maradhatnak. Vagyis át kell értékelnünk a nukleinsavak lebontásából és felszívódásáról alkotott elképzeléseket. Ez több kérdést is felvet. Mi lesz az épen maradt DNS sorsa? Bekerülhet a fogyasztó szervezet saját sejtjeibe vagy mikroflórájának sejtjeibe, esetleg beépülhet azok genomjába? Ha igen, akkor az idegen DNS beépülése előnyhöz juttatja a sejtet, amely felvette, vagy épp ellenkezőleg, káros mutációt okoz benne? Ez főleg a genetikailag módosított élelmiszerek esetében merül fel. Ezt mutatja az is, hogy azok a korábbi kutatások, melyek a táplálékból származó DNS vérbe és különböző szervekbe kerülésének lehetőségének vizsgálták, elsősorban a GM-élelmiszerek fogyasztásának kockázatait igyekeztek felbecsülni. Ha egész gének elkerülhetik a lebontást, akkor egy növény genomjába épített transzgén ugyanúgy ép maradhat. E kérdések megválaszolásától talán már nem is állunk messze.
A cikket a PLoS One folyóirat közölte.
Forrás: Spisák, S., Solymosi, N., Ittzés, P., Bodor, A., Kondor, D., Vattay, G., Barták, K. B., Sipos, F., Galamg, O., Tulassay, Zs., Szállási, Z., Rasmussen, S., Sicheritz-Ponten, T., Brunak, S., Molnár, B., Csabai, I. (2013): Complete genes may pass from food to human blood. PLoS One
Duleba Mónika cikke
