Иммунный совет: найден способ выключать воспаление в организме белками крови
Российские ученые выяснили, что различные белки крови по-разному влияют на движение и свойства нейтрофилов — ключевых клеток врожденного иммунитета. Именно они первыми реагируют на проникновение инфекции или повреждение тканей, быстро мигрируя из кровотока в очаг воспаления и уничтожая патогены. От скорости и эффективности их работы во многом зависит сила иммунного ответа. Полученные результаты будут полезны для разработки новых подходов к диагностике и лечению различных заболеваний, в том числе сепсиса, дистресс-синдрома и аутоиммунных патологий. Вместе с тем эксперты отмечают, что для подтверждения практической значимости выводов исследование должно пройти проверку в рамках клинических испытаний.
Клетки-солдаты на защите организма
Ученые рассмотрели вещества, концентрация которых в крови меняется при разных заболеваниях, — фибриноген (белок острой фазы воспаления) и церулоплазмин (медьсодержащий белок острой фазы). В перспективе такие исследования помогут лучше понимать механизмы иммунного ответа и управлять им — например, усиливать его при инфекциях или, наоборот, снижать при избыточном воспалении. В работе участвовали специалисты НИТУ МИСИС, ПИЯФ им. Б.П. Константинова, МГУ им. М.В. Ломоносова, СПбПУ и НИИ гриппа им. А.А. Смородинцева.
— Специалисты вуза изучили поведение нейтрофилов с помощью ионно-проводящего микроскопа, который дает возможность в реальном времени отслеживать изменения живых клеток без воздействия на них. В уникальной сканирующей установке НИТУ МИСИС эксперимент был приближен к условиям, в которых нейтрофилы работают в организме. Результаты исследования помогут лучше понять, как тело реагирует на воспаление и защищается от инфекций, — рассказала ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова.
Ученые экспериментально подтвердили, что фибриноген повышает подвижность нейтрофилов, а церулоплазмин оказывает противоположный эффект — снижает подвижность иммунных клеток.
Ключевым результатом работы стало понимание того, что белки влияют не только на скорость движения, но и на «жесткость» клеток — их механические свойства. Эти параметры определяют способность нейтрофилов проходить через ткани и выполнять свою защитную функцию.
— Интересно, что реакция клеток оказалась различной: внутри одной и той же выборки формировались группы нейтрофилов с разной скоростью движения. Это подтверждает, что иммунные клетки могут вести себя по-разному даже в одинаковых условиях, — сказал д. ф-м. н., заведующий лабораторией биофизики НИТУ МИСИС Александр Ерофеев.
Выводы ученых имеют значение не только для фундаментальной науки, но и для практической медицины. Как отметил инженер-исследователь лаборатории биофизики вуза Василий Колмогоров, уровни фибриногена и церулоплазмина меняются при различных заболеваниях, поэтому их влияние на поведение нейтрофилов может использоваться для более точной диагностики и оценки течения воспалительных процессов.
«Газ» и «тормоз» для иммунитета
Нейтрофилы — важные клетки-солдаты, которые массово прибывают в очаг воспаления для борьбы с инфекцией, но так же часто повреждают окружающие ткани, рассказал «Известиям» научный сотрудник Института изучения старения Российского геронтологического научно-клинического центра Пироговского университета Михаил Болков. Обычно такие повреждения быстро восстанавливаются и остаются незаметными для человека, но при тяжелых воспалительных состояниях способны привести к серьезным осложнениям. По словам эксперта, результаты исследования, безусловно, пойдут на пользу в терапии таких состояний.
— Например, церулоплазмин или пептиды на его основе могут быть использованы, чтобы искусственно повысить жесткость нейтрофилов. Это остановит их миграцию в ткани и поможет предотвратить системное повреждение органов, например, при остром респираторном дистресс-синдроме или сепсисе, — сказал ученый.
Нейтрофилы первыми распознают инфекцию или повреждение ткани и устремляются в очаг, чтобы уничтожить патогены, отметила молеклярный биолог Арина Холькина. Но здесь важен баланс: если их слишком много и они чересчур активны, повреждаются здоровые ткани. Если их не хватает или они медлительны, инфекция распространяется. Регулировать движение этих клеток — значит управлять воспалением.
— Ученые обнаружили, что два белка крови работают как педаль газа и педаль тормоза. Фибриноген делает нейтрофилы более гибкими и ускоряет их почти в полтора раза. Церулоплазмин, наоборот, делает клетки жесткими и замедляет, мешая им выходить из сосудов к месту воспаления. При разных болезнях уровень этих белков меняется, а значит меняется и поведение нейтрофилов, — сказала Арина Холькина.
В перспективе на эти белки можно будет воздействовать точечно: ускорять нейтрофилы при затяжных инфекциях или, наоборот, притормаживать их при сепсисе и цитокиновом шторме, защищая органы от разрушения, полагает эксперт. Эффект терапии станет более предсказуемым, потому что врач будет управлять не воспалением вообще, а конкретным звеном иммунного ответа.
При этом специалисты отмечают, что для подтверждения полученных выводов необходимы дальнейшие клинические исследования.
