Исследователи обнаружили неизвестного посредника иммунной системы

Ученые объяснили, как клетка, атакуемая бактериями или вирусами, специфически «подает сигнал тревоги» соседним клеткам для быстрого ответа.

«Нам удалось найти и описать посредника, который может быстро и эффективно информировать окружающие клетки о серьезной угрозе, заставляя их объединяться для борьбы с чужеродными микроорганизмами», — говорит профессор Серен Рийс Палудан из Департамента биомедицины Орхусского университета (Дания).

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Microbiology совместно с доцентом Рамьей Нандакумар и большой группой партнеров из Орхуса, Австрии, Франции, Швейцарии и Германии.

«Исследование проливает новый свет на то, как организм быстро и эффективно предупреждает “соседей”. Теперь, когда мы знаем механизм, логично продолжать работу над тем, когда может быть полезно усилить его для подавления инфекции, и наоборот — когда его следует заблокировать, чтобы остановить аутоиммунное заболевание», — говорит Рамья Нандакумар.

В целом, открытие вписывается в многолетнюю работу Серена Палудана по пониманию того, как иммунная система распознает инфекции для быстрой и эффективной защиты. Это область, которой он занимается со времен аспирантуры.

«Распознавание микроорганизмов иммунной системой — одна из самых фундаментальных проблем биологии, которую мы до сих пор полностью не понимаем, несмотря на более чем век исследований», — отмечает Серен Палудан.

В исследовании ученые культивировали клетки, подвергшиеся воздействию бактерии Listeria, вызывающей серьезное, но редкое пищевое отравление — листериоз.

in vitro было показано, как атакующие бактерии Listeria проникают в клетку и оставляют в ней часть своей ДНК. Этот фрагмент ДНК попадает в цитоплазму, окружающую ядро. Там белок cGAS обнаруживает чужеродную ДНК и вместе с сигнальным белком STING посылает в клетке сигналы тревоги.

Здесь в игру вступает новообнаруженный посредник — еще один белок, MVB12b. Он отвечает за упаковку и экспорт фрагментов ДНК в жировые пузырьки, называемые экзосомами (напоминают мыльные пузыри). Затем они отправляются в соседнюю клетку, где, как теперь задокументировали исследователи, защитные реакции начинаются еще до заражения этой клетки. Белок MVB12b выступает в роли ранее неизвестного распространителя сигнала.

«Это открывает возможность “усилить” посредника, чтобы он начал бороться с врагом еще быстрее и мог подавить инфекцию», — говорит Серен Палудан.

В исследовании группа также экспериментировала с «подавлением» посредника. Опыты проводились на мышах, зараженных бактерией Listeria, в то время как исследователи блокировали передачу сигнала через экзосомы между клетками.

«Когда мы это сделали, мышам было трудно быстро распространить иммунный сигнал и послать сигнал тревоги в ткань, которую нужно было защитить. Это дает новые перспективы для лечения аутоиммунных заболеваний, таких как волчанка», — поясняет Серен Палудан.

Он объясняет, что аутоиммунные заболевания также характеризуются тем, что ядро выбрасывает небольшие фрагменты ДНК в цитоплазму или клетки с трудом расщепляют ДНК из мертвых клеток. Таким образом, ДНК накапливается в цитоплазме без участия внешних бактерий или вирусов.

«Здесь клетки иммунной системы начинают бороться сами с собой, а не с внешним врагом. Конечно, возникает вопрос, можно ли заблокировать механизм-посредник, который мы теперь обнаружили и описали, при таких аутоиммунных заболеваниях. Например, большой интерес представляет вопрос, оказывает ли блокировка STING эффект против аутоиммунных заболеваний, таких как волчанка», — говорит Серен Палудан.