Рыбы защищаются от инфекций с помощью механизма, похожего на человеческий

Исследование иммунного ответа у людей сложно из-за его комплексности, поэтому ученые изучают аналогичные процессы у более простых организмов. Зебровые данио становятся важной моделью для изучения человеческих болезней, так как с ними легко работать, а многие фундаментальные процессы у этих рыб и людей схожи. Кроме того, эмбрионы данио удобны для скрининга лекарств.

Сходство начальных иммунных реакций у эмбрионов данио и человека указывает, что эта модель может быть полезна для изучения раннего иммунного ответа и поиска терапевтических средств. Однако детали этого начального ответа у рыб и его сравнение с человеческим были плохо изучены.

При первой встрече с патогенами (вирусами или бактериями) у людей запускается врожденный иммунный ответ — первая стадия двухэтапного воспалительного процесса. На этом этапе в месте инфекции вырабатываются белки для запуска защиты и привлечения иммунных клеток, что инициирует воспаление. Ключевую роль в этом играет семейство белков интерферонов (IFN), особенно IFN-γ.

Ученые обнаружили, что IFN-γ также вырабатывается у эмбрионов зебровых данио при воздействии болезнетворных для рыб бактерий. Исследование проводилось на развивающихся эмбрионах, у которых иммунный ответ ограничен только врожденным иммунитетом. Это позволило изучить специфическое влияние IFN-γ на ранние события.

Исследование показало, что белки IFN-γ у данио и человека функционируют очень похоже, несмотря на существенные различия в структуре. В обоих случаях IFN-γ запускает выработку набора белков, которые мобилизуют защитные механизмы инфицированной клетки и активируют иммунную систему. Также выяснилось, что нарушение способности эмбрионов данио производить IFN-γ ухудшает их выживаемость при инфекции. Таким образом, эмбрион данио может служить простой моделью для изучения врожденного иммунного ответа.

Интересно, что большие количества бактерий, вызывающие у людей септический шок (потенциально смертельное состояние), не вызывают такой же реакции у данио. Это говорит о том, что некоторые ключевые различия в иммунных системах рыб и людей также могут пролить свет на вредные процессы, связанные с воспалением.

Характеристика функции IFN-γ у данио представлена в исследовательской статье 'The role of gamma interferon in innate immunity in the zebrafish embryo', написанной Дирком Зигером, Корнелией, Дэвидом Нейфером и Марией Лептин из Университета Кёльна (Германия) и Астрид ван дер Сар из Медицинского центра Университета ВУ в Амстердаме (Нидерланды).

Больше информации: Исследование опубликовано в ноябрьском/декабрьском выпуске 2009 года нового научного журнала Disease Models & Mechanisms (DMM), http://dmm.biologists.org/, издаваемого The Company of Biologists (некоммерческая организация, Кембридж, Великобритания).