Protein manusia yang diwarisi dari bakteri mengungkapkan aspek kekebalan manusia yang diabaikan

Bagaimana jika studi tentang bakteri dapat menerangi pemahaman kita tentang kekebalan manusia? Dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan telah mengeksplorasi hubungan tak terduga antara protein manusia yang terlibat dalam mekanisme pertahanan tubuh dan protein imun bakteri tertentu. Berfokus pada domain kekebalan yang dilestarikan yang berasal dari bakteri, disebut “Leluhur kekebalan tubuh”, tim peneliti dari Institut Curie, Institut Pasteur, dan Inerm mengidentifikasi protein kekebalan manusia yang baru, SIRAL. Diterbitkan di Sains Pada 24 Juli 2025, penelitian ini menyoroti manfaat mengungkap evolusi kekebalan tubuh, dari bakteri ke manusia, untuk membuka jalan penelitian yang menjanjikan dalam imunoterapi.

Diasumsikan secara luas bahwa para ilmuwan memetakan secara menyeluruh jalur kekebalan bawaan manusia- garis pertahanan pertama tubuh, yang mendeteksi patogen dan memicu respons protektif yang cepat dan cepat. Namun, bidang kekebalan leluhur yang muncul menantang asumsi lama ini. Dengan mengeksplorasi hubungan evolusi antara protein bakteri dan manusia, para peneliti menemukan bahwa sejumlah besar protein yang terlibat dalam kekebalan bawaan manusia secara evolusioner berasal dari pertahanan kekebalan bakteri. Protein-protein ini tidak hanya dilestarikan secara struktural: fungsi kekebalan tubuh mereka juga telah dipertahankan-kadang-kadang sepanjang miliaran tahun evolusi.

Pada bakteri, domain protein SIR2 (Silent Information Regulator 2) memainkan peran kunci dalam pertahanan terhadap virus fag yang secara khusus menginfeksi bakteri. Ketika sebuah fag menyerbu bakteri, SIR2 mendegradasi molekul yang penting untuk metabolisme sel, yang menyebabkan kematian sel yang terinfeksi dan perlindungan sisa populasi bakteri.

Dengan merekonstruksi sejarah evolusi gen melalui analisis filogenetik [1] sebuah tim yang dipimpin oleh Enzo Poirier, peneliti Inserm dan pemimpin tim di Institut Curie's Immunity and Cancer Unit (Institut Curie, Inerm), dan Dr. Aude Bernheim, kepala keragaman molekuler unit mikroba di Institut Pasteur, mengidentifikasi homolog manusia dari domain-sir2-siral. Hasil menunjukkan bahwa SIRAL adalah aktor penting dari kekebalan bawaan, melalui kemampuannya untuk menurunkan NAD⁺metabolit penting yang terlibat dalam produksi energi.

Jauh dari menjadi bagian dari manusia, protein siral mewakili keluarga kuno yang dibagikan dengan baik yang terdeteksi pada 19% dari genom eukariotik yang dianalisis, mencakup lima garis keturunan utama. Temuan ini mengkonfirmasi bahwa mekanisme kekebalan yang diturunkan dari bakteri secara luas dilestarikan di seluruh pohon kehidupan, dengan implikasi potensial untuk semua'eukariota.

Selain pendekatan filogenetik, Dr. Delphine Bonhomme (tim Poirier), Hugo Vaysset (tim Bernheim) dan rekan-rekan mereka menunjukkan bahwa Siral bertindak sebagai regulator sentral dari jalur TLR (reseptor seperti Toll)-keluarga reseptor yang mendeteksi sinyal asosiasi patogen. Jalur TLR ini, diatur oleh SIRAL, memicu respons imun bawaan, diwujudkan oleh ekspresi gen proinflamasi. Tim menunjukkan bahwa, tanpa SIRAL, respons inflamasi sangat terganggu pada infeksi bakteri dan virus.

“Dengan Siral, kami menunjukkan bahwa modul protein yang diwarisi dari kekebalan bakteri dapat memainkan peran sentral dalam mekanisme kekebalan eukariotik, termasuk pada manusia. Kekebalan leluhur dengan demikian memberi kita akses ke reservoir mekanisme kekebalan yang sebelumnya tidak terduga,” menjelaskan Enzo Poirier, peneliti Inserm dan pemimpin tim di Institut Curie.

“Penemuan ini menggambarkan bagaimana evolusi menggunakan kembali blok bangunan kuno untuk membuat fungsi baru: mekanisme yang berasal dari bakteri miliaran tahun yang lalu masih membentuk kekebalan kita saat ini,“Menambahkan Aude Bernheim, kepala keragaman molekuler unit mikroba di Institut Pasteur.

Di luar implikasi evolusionernya, penemuan SIRAL dapat memiliki aplikasi klinis. Beberapa penyakit autoimun sebagian didorong oleh aktivasi reseptor TLR. SIRAL dengan demikian mewakili target terapi baru, dan studinya dapat membuka jalan menuju imunoterapi yang inovatif.

Proyek Menonton Evocure: Memetakan Akar Bakteri Kekebalan Eukariotis

Pada tahun 2025, Proyek Evocure-Konsorsium lima tim yang dipimpin oleh Enzo Poirier dan Aude Bernheim yang diamankan ¤3 juta dalam pendanaan selama 48 bulan untuk mengeksplorasi mekanisme kekebalan leluhur yang dibagikan oleh bakteri dan eukariota. Tujuan: Untuk mengidentifikasi protein kekebalan baru yang dapat dimodulasi secara terapeutik, membuka jalan bagi perawatan inovatif. Proyek Evocure adalah bagian dari Program Dampak Santé yang diluncurkan pada tahun 2024 oleh Inserm dan didanai oleh Prancis 2030.

[1] Filogeni adalah studi tentang hubungan evolusi antara spesies, yang bertujuan untuk merekonstruksi kekerabatan mereka dari nenek moyang yang sama.

Homolog manusia dari protein antiphage SIR2 memediasi kekebalan melalui jalur TLR.

Delphine Bonhomme, Ednacot, Negara Basque, Paul Vittot, Hernandez, Philippe Benaroch, Aude Bernheim

Sains,

https://doi.org/10.1126/science.adr8536