Для здорового организма нормально и полезно, если его иммунная система быстро и качественно определит и уничтожит клетки, поражённые вирусом. Но для учёных, которые разрабатывают методы лечения, основанные на «терапевтических вирусах» (технология может применяться для борьбы с онкозаболеваниями и для коррекции генетических нарушений) излишняя активность иммунитета крайне нежелательна. Исследование, проведённое в Институте Солка (Salk Institute for Biological Studies) показывает, как можно регулировать силу иммунного ответа.
Опубликованная 19 января в журнале Neuron работа показывает, что ингибирование белка PLSCR1 (скрамблазы 1 фосфолипида) контролирует антивирусную реакцию на инфицированные клетки и обеспечивает их долговременную защиту от иммунной атаки, защищает от избыточного воспаления в области заражения. Есть надежда, что результаты помогут в разработке терапии аутоиммунных заболеваний (таких, как системная красная волчанка) и нейродегенеративных нарушений (таких, как болезнь Альцгеймера).
«В норме иммунная система должна быстро распознать и отреагировать на потенциальную угрозу, такую, как поражённая вирусом клетка, — говорит старший автор публикации Аксел Ниммержан (Axel Nimmerjahn). — Но, воздействуя на PLSCR1, мы эффективно защищаем инфицированные клетки от иммунной атаки, с тем, чтобы модифицированный вирус в течение дней или недель продолжал экспрессию генов, обеспечивая длительную терапию».
Терапия модифицированными вирусами — интересное и многообещающее направление медицины, так как с её помощью можно находить и исправлять нарушения на клеточном и молекулярном уровне. Это технология, которая позволяет целенаправленно воздействовать на определённые клетки, например, на клетки опухолей. Однако иммунная система не видит различий между обычным и терапевтическим вирусом и последние надо уметь защищать.
В ходе исследования учёные вводили изменённый аденовирус в мозг мыши. Изучалось взаимодействие инфицированных и иммунных клеток, в частности, какие белки синтезируются в ответ на инфекцию.
Инфицированные клетки выделяют различные вещества, которые воспринимаются организмом как «сигналы бедствия». В частности, это фосфатидилсерин, который активизирует микроглию — специализированные иммунные клетки мозга. Микроглия может по-разному отреагировать на заражённую клетку — убить её или оставить как есть. Единственно верной реакции не может быть — в случае атаки на клетку погибают расположенные поблизости клетки мозга, в случае игнорирования угрозы зараза может распространиться на соседние клетки. Чтобы понять, на какие сигналы реагирует микроглия в процессе решения задачи о силе ответа на угрозу инфекции, исследователи изменяли уровни различных белков, участвующих в процессе, в том числе и скрамблазы 1 фосфолипида.
Оказалось, что подавление PLSCR1 приводит к множеству изменений в иммунном ответе. В частности, снижается выработка цитокинов — информационных молекул, играющих важную роль в воспалительных процессах.
«Когда мы увидели, насколько ингибирование PLSCR1 снижает воспалительный ответ, мы сразу же подумали, что этот механизм можно использовать и более широко, не только для введения терапевтического вируса в мозг, но и, например, в терапии аутоиммунных заболеваний» — говорит Юсуф Туфаил (Yusuf Tufail), первый автор публикации.
Защитный эффект от ингибирования PLSCR1 сохранялся на протяжении всего времени его исследования (до шести месяцев), манипуляции с другими белками не показали такого длительного устойчивого результата. Так как PLSCR1 присутствует в клетках во всём теле, не только в мозге, исследователи полагают, что воздействие на него можно использовать при терапии множества заболеваний.
«Учитывая то, насколько сложен иммунный ответ и как много генов увеличивает или снижает активность в ответ на инфекцию, удивительно, что найден один белок, который контролирует так много сигнальных путей, — говорит профессор Ниммержан. — Представьте препарат — ингибитор одной молекулы, который можно будет использовать для снятия чрезмерного воспаления. Он сможет спасти многие жизни».