Nowe powody oparzeń słonecznych. Rewolucja w badaniach

Oparzenia słoneczne: mechanizm uszkodzeń

Oparzenia słoneczne to uszkodzenia skóry wywołane nadmiernym działaniem promieniowania ultrafioletowego (UV) emitowanego przez Słońce. Przypominają poparzenia wrzątkiem – skóra staje się zaczerwieniona, piekąca, wrażliwa na dotyk, a niekiedy pojawiają się nawet pęcherze. Można je porównać do pergaminu trzymanego zbyt blisko ognia. Najpierw robi się suchy i czerwony, a potem pęka i łuszczy się, pozostawiając uszkodzenia.

Do tej pory sądzono, że to uszkodzenie DNA wywołuje stan zapalny skóry, a w konsekwencji śmierć komórek. Jednak badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Kopenhadze oraz Uniwersytetu Nanyang Technological w Singapurze wykazały, że za oparzenia słoneczne odpowiada RNA. Wyniki swoich badań opublikowali w czasopiśmie Molecular Cell. 

Polecamy: Starzenie mózgu może być odwracalne. Przełom w badaniach

Rola RNA w odpowiedzi na promieniowanie UV

RNA (kwas rybonukleinowy) to cząsteczka biologiczna, która pełni funkcję pośrednika między DNA a rybosomami. To właśnie w rybosomach informacje genetyczne są tłumaczone na sekwencje aminokwasów, z których powstają białka. Jak wykazały badania, uszkodzenie RNA, a nie DNA, jest główną przyczyną skutków oparzeń słonecznych.

„Oparzenie słoneczne uszkadza DNA, prowadząc do śmierci komórki i stanu zapalnego – tak dotychczas uczono w podręcznikach. Tymczasem nasze badanie pokazało, że ostre skutki oparzeń słonecznych są wynikiem uszkodzenia RNA, a nie DNA” – stwierdziła dr Anna Constance Vind z Wydziału Medycyny Komórkowej i Molekularnej Uniwersytetu Kopenhaskiego.

Oparzenia słoneczne. Porównanie DNA i RNA

DNA można porównać do biblioteki zawierającej wszystkie instrukcje życia. RNA z kolei przypomina pojedynczą kartkę z przepisem, przesyłaną do „kuchni” komórkowej, aby stworzyć białko. DNA jest trwałe, dwuniciowe i pełni funkcję magazynu informacji genetycznej, natomiast RNA jest krótkotrwałe, jednoniciowe i działa „na bieżąco”. Szczególną rolę w odpowiedzi organizmu na promieniowanie UV odgrywa mRNA, jedna z form RNA.

„Uszkodzenia DNA są poważne, ponieważ mogą prowadzić do mutacji przekazywanych kolejnym pokoleniom komórek. Z kolei uszkodzenia RNA są częste i nie powodują trwałych mutacji. Do tej pory uważano, że RNA jest mniej istotne, o ile DNA pozostaje nienaruszone. Tymczasem nasze badania pokazały, że uszkodzenie RNA jako pierwsze wywołuje reakcję na promieniowanie UV” – wyjaśniła dr Vind.

Odpowiedź na stres rybotoksyczny

Badania przeprowadzono na myszach i ludzkich komórkach skóry, odkrywając mechanizm odpowiedzi na promieniowanie UV u obu gatunków. Kluczową rolę w tym procesie odgrywa białko ZAK-alfa, które chroni RNA i uruchamia odpowiedź rybosomów na uszkodzenia.

Rybosomy, odpowiedzialne za produkcję białek, reagują na sygnały ZAK-alfa, aktywując tzw. odpowiedź na stres rybotoksyczny. To mechanizm ochronny komórki, który ogranicza szkody i dostosowuje produkcję białek do nowych warunków. Działa niczym alarm w fabryce, gdy maszyny zaczynają działać nieprawidłowo.

„Odkryliśmy, że pierwszą reakcją komórek na promieniowanie UV jest uszkodzenie RNA, co prowadzi do stanu zapalnego i śmierci komórek skóry” – wyjaśnił profesor Simon Bekker-Jensen z Uniwersytetu Kopenhaskiego.

U myszy wystawionych na promieniowanie UV zaobserwowano stan zapalny i śmierć komórek. Po usunięciu genu ZAK reakcje te ustąpiły. Potwierdza to kluczową rolę tego białka w odpowiedzi skóry na uszkodzenia spowodowane promieniowaniem UV.

„Można powiedzieć, że oparzenia słoneczne zależą od tej jednej odpowiedzi, która kontroluje proces translacji białek. Komórki rozpoznają uszkodzenia RNA i reagują na nie, zdając sobie sprawę, że coś jest nie tak” – dodał profesor Bekker-Jensen.

Nowe podejście do leczenia skóry

Naukowcy są zdania, że uszkodzenie RNA wywołuje szybszą i skuteczniejszą reakcję organizmu, chroniąc skórę przed dodatkowymi uszkodzeniami.

„Fakt, że to nie DNA kontroluje początkową reakcję skóry na promieniowanie UV, lecz RNA, i że robi to szybciej oraz skuteczniej, oznacza znaczącą zmianę w naszym rozumieniu tego procesu” – podkreśliła dr Vind.

Zrozumienie reakcji skóry na promieniowanie UV na poziomie komórkowym może otworzyć drogę do nowych metod leczenia oparzeń słonecznych i przewlekłych chorób skóry.

„Wiele chorób zapalnych skóry nasila się pod wpływem słońca. Wiedza o tym, jak skóra reaguje na promieniowanie UV, może pomóc w opracowaniu skuteczniejszych terapii” – powiedział dr Franklin Zhong, współautor badania.

Wyniki badań sugerują konieczność przemyślenia dotychczasowych założeń dotyczących wpływu promieniowania UV na skórę.

„Ta nowa wiedza zmienia nasze spojrzenie na oparzenia słoneczne. Do tej pory większość ludzi kojarzyła je z uszkodzeniem DNA, co było ugruntowaną teorią” – podsumował profesor Bekker-Jensen.

Polecamy: Prędkość myślenia a rzeczywistość. Myślimy wolniej, niż sądzono