Неожиданная роль кальция в контроле воспаления при хронической легочной инфекции



Многие из нас воспринимают здоровую иммунную систему как должное. Но для некоторых детей с унаследованными редкими мутациями определенных генов естественными последствиями нарушения их иммунных реакций может стать развитие тяжелой инфекции и даже смерть.

Неожиданная роль кальция в контроле воспаления при хронической легочной инфекции

Чтобы лучше изучить, какие механизмы могут быть задействованы в распространении инфекции при хронических заболеваниях легких, американские ученые провели исследование и обнаружили очень неожиданную взаимосвязь между нарушением работы кальциевых каналов и иммунным ответом на хроническую инфекцию, такую как туберкулез.

Отсутствие белка STIM1 нарушает нормальную работу иммунитета

Интернет-издание Medical Xpress рассказывает о недавнем исследовании, которое провели ученые из Медицинского центра при Нью-Йоркском университете Лангоне (NYU Langone Medical Center). В этом научном изыскании американские ученые определили важную роль кальциевой сигнализации в иммунном ответе на хроническую инфекцию, возникающую из-за бактерии Mycobacterium tuberculosis, которая вызывает туберкулез.

В частности, ученые установили, что у генетически модифицированных мышей, у которых отсутствует белок STIM1, который является критически важной составляющей кальциевых каналов, иммунная система не в состоянии бороться с туберкулезом, что и приводит к развитию тяжелого воспаления легких, а также к преждевременной смерти. Ученые проводили свои исследования на мышах, потому что пациенты с мутацией белка STIM1, который кодирует ген ORAI1, встречаются крайне редко, к тому же эти пациенты зачастую слишком больны из-за хронических инфекций и лимфопролиферативных заболеваний, чтобы принимать участие в исследованиях.

Результаты новой научной работы вскоре будут опубликованы в онлайн версии издания «Журнал клинических исследований» (Journal of Clinical Investigation).

Как известно, в нормальных условиях Т-клетки и другие клетки иммунной системы сотрудничают между собой, чтобы при вторжении микобактерий своевременно включать иммунный ответ и контролировать развитие этих патогенов. Однако Mycobacterium tuberculosis разработала много способов, с помощью которых она уклоняется от нормального иммунного ответа, в результате чего инфекция становится хронической, так как между возбудителем и хозяином возникает некая тупиковая ситуация.

Почему Т-клетки могут спровоцировать развитие тяжелого воспаления?

Стефан Феске (Stefan Feske), доктор медицинских наук, доцент кафедры патологии в Нью-Йоркском университете Лангоне и старший автор исследования, говорит, что во время эксперимента ученые обнаружили, что Т-клетки у мышей с дефицитом белка STIM1 не могут генерировать кальциевые сигналы. Такое нарушение приводит к тому, что количество микобактерий в легких резко увеличивается, вызывая чрезмерное воспаление. Ученые отмечают, что это также связано с неожиданно чрезмерным накоплением Т-клеток в легких зараженных туберкулезом мышей, у которых нет белка STIM1.

Людовик Десвигнес (Ludovic Desvignes), доктор философии, доцент медицины в Нью-Йоркском университете Лангоне и один из основных авторов исследования, добавляет, что эти Т-клетки получают большие объемы белка интерферона-гамма (ИФН-γ), который обычно выступает в качестве посредника иммунная ответа. Но в конкретном случае это оказалось проблемой, потому что, хотя белок ИФН-γ в нормальных условиях защищает от туберкулеза, но его слишком большое количество приводит к развитию опасного воспаления. Как отмечает ученый, в этом исследовании также обнаружилось, что у мышей с дефицитом белка STIM1 Т-клетки не уничтожаются, что, как правило, работает в качестве механизма, который ограничивает иммунный ответ, чтобы избежать развития чрезмерного воспаления.

Как объясняют исследователи, существует еще один механизм, обеспечивающий подмножество Т-клеток, которые называются индуцированные регуляторные Т-клетки (клетки iTreg). Этот механизм предотвращает возникновение чрезмерно бурного иммунного ответа. То есть, регуляторные iTreg клетки гасят чрезмерную активность Т-клеток и других иммунных клеток, которые участвуют в иммунной реакции по отношению к микобактериям, тем самым предотвращая развитие тяжелого воспаления.

Хроническая легочная инфекция

Доктор Феске вместе с коллегами также обнаружил, что кальциевые сигналы необходимы для развития iTreg клеток, а в легких зараженных туберкулезом мышей с дефицитом STIM1 количество этих клеток сильно сокращается. Ученые считают, что при хроническом туберкулезе этот процесс делает дополнительный вклад в развитие тяжелого воспаления легких.

Новое исследование может подтолкнуть к разработке новых препаратов для лечения аутоиммунных заболеваний

Как отмечает доктор Феске, это исследование подчеркивает важную роль STIM1 и кальциевых каналов в формировании иммунного ответа на хронические инфекции и для предотвращения развития вредного воспаления. Этот механизм отключения удивил ученых, потому что до сих пор считалось, что кальций не слишком важен для активации Т-клеток и для формирования иммунного ответа на инфекции.

Ученые отмечают, что выводы, сделанные по итогам нового исследования, позволяют оценить критическое значение дальнейшего анализа эффектов новых ингибиторов кальциевых каналов на иммунный ответ при других хронических инфекциях. В лаборатории доктора Феске на животных моделях уже было выявлено, что при аутоиммунных заболеваниях, таких как рассеянный склероз и колит, ингибирование кальциевых каналов в Т-клетках помогает предотвратить активацию Т-клеток. Эти доклинические исследования позволяют предположить, что ингибирование кальциевых каналов вскоре можно будет использовать в качестве средства для лечения аутоиммунных заболеваний.

Доктор Феске добавляет, что преимущества неполного торможения кальциевых каналов, как и во всех иммунных модуляторных методах лечения, должны быть сбалансированы с учетом нарушения регуляции иммунного ответа, происходящего в то время, когда эти каналы полностью заблокированы.

Несколько лет назад доктор Феске вместе с коллегами впервые определил новый кальциевый канал ORAI1, который необходим для притока кальция и нормального функционирования -клеток. Его лаборатория также выявила первых пациентов с унаследованными мутациями в генах ORAI1 и STIM1, показав, что этим людям не хватает кальциевых сигналов, в результате чего возникают дефекты в функционировании Т-клеток и иммунодефицит.

По материалам Medical Xpress


Рейтинг:

5 из 5 , проголосовало 1

Интересные статьи

Комментарии (0)


Оставить комментарий