Нові наукові результати дослідження "вродженого імунітету"

Коли йдеться про імунну систему, ми зазвичай думаємо про лімфоцити, як B і Т-клітини, або про макрофаги, які постійно шукають і знищують патогени, такі як бактерії та віруси. Але наша імунна система насправді включає менш відому і менш вивчену першу лінію захисту, яку називають «вродженим імунітетом».

Одним з основних видів зброї вродженого імунітету є родина дрібних пептидів, відомих як "антимікробні пептиди" або короткі AMP. AMPs продукуються клітинами хазяїна (наприклад, людини) і борються з прониклими мікроорганізмами шляхом розриву їх клітинних мембран або порушення їх функцій.
Незважаючи на їхню важливість, ми дуже мало знаємо про AMP. Деякі дослідження in vitro показали, ці пептиди можуть вбивати бактерії та гриби, але вченим було важко вивчати їх у живих організмах. Однією з причин є те, що у вродженому імунітеті існує дуже багато факторів, тому ізоляція впливу окремих АМФ на живий організм є дуже складним завданням.

Але тепер у нас є інструменти. Вчені з лабораторії Бруно Леметра в Інституті глобальної охорони здоров'я EPFL використовували CRISPR, техніку редагування генів, щоб виділити не менше 14 AMPs з плодової мушки Drosophila. Виділяючи поодинокі гени AMP, різні комбінації генів або навіть всі 14 генів, вчені змогли отримати відповідні AMP і спостерігати, як їх відсутність впливає на стійкість мух до різних бактеріальних і грибкових патогенів. Так вдалося виявити функцію АМР в імунній відповіді організму на захворювання.

Плодові мушки з мутованими антимікробними пептидами (червоними очима) дозволяють бактеріям (зелена флуоресценція) вийти з-під контролю, в той час як інтактні мухи (з нормальними антимікробними пептидами) пригнічують інфекцію.

Результати показали, що, принаймні, у Drosophila, AMPs діють переважно проти грамнегативних бактерій (наприклад, E. coli, Enterobacter species) і певних грибів. AMPs також працюють або разом або шляхом поєднання їх індивідуальних ефектів. Як не дивно, було встановлено, що певні АМФ можуть бути неймовірно специфічними в захисті від певних інфекцій (наприклад, АМФ-диптерицин проти гетеротрофних бактерій Providencia rettgeri). Цей несподіваний результат свідчить про раніше невідомий рівень специфічності до вродженої імунної відповіді.

"Що насправді цікаво, що ці результати допоможуть нам зрозуміти, як наші власні AMPs можуть допомогти боротися з інфекцією", говорить Марк Остін Хенсон, перший автор дослідження. "Можливо, деякі люди мають дефектну копію певного AMP, необхідного для запобігання поширення інфекції - наприклад, уропатогенних E. coli – і тому ці люди відносяться до групи підвищеномго ризику та можуть захворіти. Боротьба з інфекцією – це дуже важливо, ален навчитися запобігати їй – ідеал медицини. Це і є функцією AMP: вони попереджують розвиток захворювання до того, як патоген «набуде потрібної сили» для прояву хвороби».

Слід зазначити, що застосування результатів вивчення AMP не зупиняється на описаному, додає Хансон: «Вивчення функції AMP мухи, може допомогти керувати економічно важливими комахами, будь то захист корисних комах (бджіл) або попередження поширення захворювань комарами».

Джерела:

Mark Austin Hanson, Anna Dostalova, Camilla Ceroni, Mickael Poidevin, Shu Kondo, Bruno Lemaitre. Synergy and remarkable specificity of antimicrobial peptides in vivo using a systematic knockout approach. eLife 26 February 2019. DOI: 10.7554/eLife.44341

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-02/epfd-crt022219.php

Переклад і редакція В. Трокоз