Каннибализм клеток — двойной удар по здоровью

Некоторые воспалительные и инфекционные заболевания, такие как атеросклероз и туберкулёз, вызваны накоплением внутри иммунных клеток вредных веществ, например, холестерина и бактерий. Исследование, опубликованное сегодня учёным из Сиднейского университета Хью Фордом, показывает, что эти скопления возникают отчасти из-за клеточного каннибализма.

Работа, опубликованная в Proceedings of the Royal Society B, демонстрирует, что вещества, передающиеся через каннибализм, концентрируются внутри популяции клеток в процессе коалесценции, когда частицы постоянно объединяются в более крупные агрегаты.

"Клеточный каннибализм был недооценённым динамическим процессом в развитии воспалительных заболеваний", — заявил Форд.

Форд, работающий над Ph.D. в области прикладной математики, отмечает, что его математическая модель, хотя и применена здесь к накоплению в клетках, имеет более широкие последствия.

"Наша модель показывает, что каннибализм имеет схожие пагубные последствия как для клеток, так и для животных. Как и в экологических системах, каннибализм может передавать вредные вещества между отдельными клетками — или животными — и способствовать распространению болезни".

Модель была экспериментально проверена на макрофагах (белых кровяных тельцах), полученных из костного мозга мышей, и на том, как они образуют "пенистые клетки" — основу артериальных бляшек при атеросклерозе.

Руководитель исследования, профессор Мэри Майерскоф, пояснила: "Исследование Хью показало, что клетки-каннибалы создают 'двойной удар' для накопления вредных материалов в организме. В случае атеросклероза белые кровяные клетки, пришедшие удалить холестерин, затем умирают, оставляя LDL-холестерин на месте и добавляя к нему свой собственный клеточный холестерин".

Это приводит к направлению новых макрофагов для уборки, которые также погибают, вызывая экспоненциальное накопление. Проблема усугубляется, когда нормальные процессы, стимулирующие эмиграцию макрофагов из ткани, замедляются или останавливаются. В норме макрофаги транспортируют мёртвый материал в лимфатическую систему. Когда этот процесс нарушается, модель Форда показывает, что клеточный каннибализм способствует концентрации вредных веществ по каскадному принципу.

Профессор Дэвид Гривз, главный исследователь из Оксфорда, отметил: "Математическое моделирование Хью позволило нам провести серию биологических экспериментов, проливающих новый свет на процессы, движущие заболеваниями. Вооружившись этими новыми знаниями, мы стремимся искать новые препараты, усиливающие защиту тканей путём изменения поведения клеток".

Форд заявил, что работа вносит вклад в растущий массив доказательств, представляющих каннибалистическое удаление клеток как обоюдоострый меч.

"С одной стороны, этот процесс критически важен для стабильности тканей и разрешения воспаления. С другой — он способствует накоплению вредных веществ на субклеточном уровне, что затем может привести к развитию таких заболеваний, как болезни сердца и туберкулёз".