Бактерии и вирусы заражают наши клетки через сахара: теперь исследователи хотят понять, как именно
Большинство инфекционных бактерий и вирусов связываются с сахарами на поверхности наших клеток. Исследователи из Копенгагенского университета создали библиотеку из десятков тысяч природных клеток, содержащих все сахара, обнаруженные на поверхности наших клеток. Эта библиотека может помочь понять роль сахаров и их рецепторов в иммунной системе и мозге.
Сахар — не только то, что мы едим. Это одна из самых распространённых в природе молекул, и все клетки организма покрыты толстым слоем сахара, который защищает их от атак бактерий и вирусов. Около 80% всех вирусов и бактерий связываются с сахарами на внешней стороне наших клеток.
Сахар настолько важен, что учёные называют его третьим строительным блоком жизни — после ДНК и белка. Осенью прошлого года группа исследователей обнаружила, что спайк-белок коронавируса нуждается в определённом сахаре для эффективного связывания с нашими клетками.
Теперь та же группа завершила новое исследование, углубляющееся в клеточные рецепторы, с которыми связываются сахара, а следовательно, бактерии и вирусы.
Иммунная регуляция через сахара
«Мы установили, как сахара связываются с так называемыми Siglec-рецепторами, регулирующими иммунитет, и активируют их. Эти рецепторы играют важную роль, поскольку они говорят иммунной системе снизить или усилить активность. Это ключевой механизм в связи с аутоиммунными заболеваниями», — говорит первый автор исследования, постдок Кристиан Бюлль из Копенгагенского центра гликомики (CCG).
Уникальный сахарный язык
Когда иммунная система получает неправильные сигналы, это может привести к аутоиммунным заболеваниям. Siglec-рецепторы получают сигналы через сиаловую кислоту — углевод, который обычно завершает сахарные цепи на поверхности клеток. Когда рецепторы встречают правильные сахарные цепи, иммунной системе даётся команда подавить или активировать ответ.
«Мы создали клеточную библиотеку для изучения того, как различные сахара связываются с рецепторами и взаимодействуют с ними. Мы создали десятки тысяч клеток, каждая из которых содержит часть уникального сахарного языка, что позволяет нам различать их и изучать их индивидуальный эффект. Это знание может помочь в разработке лучших методов лечения в будущем», — объясняет доцент Ёсики Наримацу из CCG.
Поверхность клеток в библиотеке такая же, как у клеток в их естественной среде, что позволяет изучать сахара в окружении естественных белков и других сахаров.
Важное открытие для болезни Альцгеймера
В ходе работы исследователи идентифицировали сахара, которые связываются с рецептором Siglec-3, играющим главную роль в развитии болезни Альцгеймера.
«Наше главное открытие касается рецептора Siglec-3. Мутации в этом рецепторе уже известны своей ролью при болезни Альцгеймера, но мы не знали, с чем именно он связывается. Наш метод идентифицировал потенциальный природный сахар, который специфически связывается с Siglec-3. Это знание представляет собой важный шаг вперёд в понимании генетических дефектов, вызывающих развитие болезни», — говорит Кристиан Бюлль.