Африканские и азиатские обезьяны демонстрируют кардинально иной ранний иммунный ответ по сравнению с человекообразными обезьянами

Новое исследование, проведенное учеными из Чикагского университета и Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне на людях, шимпанзе, макаках-резусах и бабуинах, выявило ключевые различия в ранней экспрессии генов в ответ на воздействие патогенов. Это подчеркивает важность выбора правильной животной модели для конкретных научных задач. Исследование опубликовано 26 марта в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Целью работы было проведение масштабного транскриптомного исследования различий в экспрессии генов после стимуляции вирусными и бактериальными компонентами.

Модельными организмами для изучения иммунных состояний, таких как сепсис, часто служат макаки и бабуины. Однако для индукции септического шока у этих видов требуются гораздо более высокие дозы патогенов по сравнению с людьми.

Чтобы понять иммунологические различия, лежащие в основе разной восприимчивости к заболеваниям, команда провела идентичные заборы крови и транскрипционный анализ у групп шимпанзе, людей, а также двух видов обезьян — макак-резусов и оливковых бабуинов.

Образцы крови подвергали воздействию либо гексаацилированного липополисахарида (LPS), либо гардикимода (GARD), имитирующих бактериальную и вирусную инфекции соответственно. Через 4 или 24 часа проводили полногеномный транскриптомный анализ лейкоцитов и изучали изменения в экспрессии генов.

Результаты показали, что человекообразные обезьяны (аpes) запускали гораздо более сильный ранний ответ и активировали более широкий спектр защитных молекул в ответ на оба типа стимуляции по сравнению с африканскими и азиатскими обезьянами (monkeys). Это указывает на то, что при раннем контакте с патогеном человекообразные обезьяны запускают сильную неспецифическую реакцию, которая энергетически затратна и может привести к повреждению тканей, но взамен более эффективно уничтожает патогены.

Разница в ответе может быть связана с особенностями жизненного цикла. Человекообразные обезьяны, включая шимпанзе и людей, живут дольше и имеют большие размеры, что увеличивает их пожизненный риск контакта с патогенами. Это делает быстрый и мощный ответ эволюционно выгодным, несмотря на потенциальные затраты.

Неожиданностью стало то, что у африканских и азиатских обезьян наблюдался гораздо более специфичный ответ. Ученые ожидали увидеть тот же паттерн ответа, но более «приглушенный», однако активировались разные гены и сети.

Понимание этих различий важно как для изучения природы иммунной системы человека, так и для определения, какие модели наиболее точно воспроизводят человеческий иммунный ответ при разработке лекарств и терапий.

Это исследование предполагает, что африканские и азиатские обезьяны, вероятно, не являются сильными моделями для определенных типов сепсиса, поскольку их иммунный ответ не отражает того, что наблюдается у людей и шимпанзе.