Неожиданное открытие международной группы ученых из Манчестерского университета и Национального института здоровья в Америке пролило новый свет на то, как иммунные клетки запрограммированы на восстановление или защиту организма.
Мы надеемся, что это открытие послужит источником информации для разработки более эффективных методов лечения целого ряда состояний, от воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК) до некоторых видов рака.
Исследование, проведенное доктором Джоном Грейнджером из Манчестерского совместного центра исследований воспаления (MCCIR) и доктором Ясмин Белкайд из Национального института аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID) в США, будет опубликовано в журнале Immunity.
Их работа направлена на понимание роли специализированных иммунных клеток, известных как моноциты, которые постоянно производятся в костном мозге и циркулируют в кровотоке. Эти клетки быстро вызываются в места инфицирования и травмы и обладают удивительной способностью изменять то, что они делают, в соответствии с ситуацией, в которой они оказались. При этом они либо защищают организм от атакующей инфекции, либо действуют как восстанавливающее средство, способствующее заживлению ран.
Однако, когда эти клетки выбирают неправильную функцию, это может привести к серьезному воспалению, ведущему к таким состояниям, как воспалительные заболевания кишечника и даже рак.
Чего ученые не смогли сделать, так это определить, как клетки решают, какую функцию выполнять. Всегда предполагалось, что программирование происходит после того, как клетки прибывают в точку повреждения или инфекции, но это не было хорошо изучено.
Используя модели мышей, доктор Грейнджер и его команда изучили, как и где моноциты программируются в ответ на токсоплазмоз, инфекцию, вызываемую обычным паразитом под названием Toxoplasma gondii. Паразит поражает кишечник и чаще всего встречается в недоваренном мясе. Беременным женщинам также рекомендуется избегать кошачьих фекалий из-за риска заражения.
Доктор Грейнджер, член Wellcome Trust и член Королевского общества, объясняет, что они обнаружили: "Наша работа показывает, что очень скоро после того, как токсоплазма проникает в кишечник, ткань начинает общаться с другими частями тела, чтобы изменить иммунную систему. Один конкретный тип клеток в кишечнике, дендритная клетка, может действовать как маяк, посылая сигналы дальнего действия в костный мозг, где производятся моноциты. Затем клетки костного мозга улавливают сигнал и предварительно программируют моноциты с соответствующей функцией для защиты или восстановления.
"Так что еще до того, как они доберутся до поврежденной ткани, моноциты уже знают, что делать. Это переворачивает идею о том, что моноциты программируются, когда они попадают в инфицированный кишечник, и ставит ранние сигналы, исходящие из кишечника, в центр программирования моноцитов. Ваше первоначальное внутреннее ощущение инфекции буквально говорит остальной системе, что делать."
Он продолжает: "Мы были очень удивлены этим открытием, поскольку оно противоречило нашим предсказаниям. С терапевтической точки зрения это меняет то, как мы хотим перепрограммировать эти клетки. В настоящее время многие методы лечения сосредоточены на самом месте инфекции или травмы, но эти данные свидетельствуют о том, что именно сигналы, посылаемые из кишечника, влияют на всю иммунную систему. Возможно, даже удастся разработать лекарства, нацеленные на механизмы программирования в костном мозге, хотя на данный момент мы недостаточно знаем о костном мозге, чтобы сделать это, поэтому наши исследования так важны."
Д-р Белкаид добавляет: "Понимание того, как костный мозг программирует моноциты, важно не только для лечения состояний, но и для их предотвращения. Когда моноциты дают неправильный ответ, это может привести к серьезным последствиям, начиная от воспалительных заболеваний и заканчивая развитием опухоли."
Помимо раскрытия механизмов передачи сигналов дальнего действия, исследователи были поражены еще одним аспектом программирования, который показал, что сигналы могут не только программировать моноциты для защиты от инфекции, но и переходить на функцию восстановления, когда они сталкиваются с полезными веществами. (комменсальные) бактерии в кишечнике.
Доктор Грейнджер говорит: "Мы были потрясены тем фактом, что моноциты могут изменять свою функцию в зависимости от комменсальных бактерий в кишечнике. Мы все все больше осознаем, как разные типы комменсальных бактерий могут влиять на наше здоровье – теперь нам нужно проверить, несут ли определенные виды в рамках всей комменсальной группы определенное влияние на функцию моноцитов."
Доктор Грейнджер и его команда в настоящее время работают с другими группами в Университете Манчестера для проведения дальнейших исследований моноцитов, особенно у пациентов с воспалительными состояниями, и сосредоточены на выявлении ситуаций, в которых эта информационная система кишечника могла работать неправильно, например, при воспалительных процессах. заболевания кишечника.