Бактерия взломала управление иммунитетом

Утверждение «все болезни от нервов» стало чуть ближе к истине. Нервная система регулирует не только приобретённый, но и врождённый иммунитет. Более того, существуют бактерии, которые этим пользуются.

Хотя непосредственной причиной всех инфекционных заболеваний с точки зрения современной науки являются микроорганизмы, хозяйский организм и его системы – в том числе и нервную – не стоит недооценивать. Конечно, формулировка «все болезни от нервов» остаётся сильным преувеличением, но в определённой степени и потому, что исследовать роль хозяйских систем довольно сложно – уж слишком велик разброс устойчивости к микроорганизмам по популяции. А различия в питании, состоянии дыхательной или сердечно-сосудистой систем только усложняют задачу учёным, решившимся выяснить роль всего вышеперечисленного в соответствии со стандартами доказательной медицины. Тем не менее год за годом становится всё яснее, что нервная система и вправду способна влиять на иммунитет, причем как на приобретенный, так и на врождённый.

Ранее учёные уже показали, что молекулярные сигналы от нервной системы способны влиять на работу лимфоцитов – клеток иммунной системы, обеспечивающих приобретённый иммунитет против болезней, с которыми организму довелось познакомиться.

Например, у позвоночных адреналин и норадреналин регулируют количество и активность иммунных клеток и продукцию ими антител.

Однако есть у нас и врождённый иммунитет – своего рода первый эшелон обороны, обеспечивающий быструю защитную реакцию от всех бактерий подряд, которые клетки-макрофаги распознают по характерным липополисахаридам клеточной стенки; подобным образом распознают они и капсидные оболочки вирусов.

Эти защитники не в состоянии прицельно уничтожать наиболее изобретательные микроорганизмы, но если бы не они, то уже через сутки, а то и раньше наше тело превратилось бы настоящий праздничный стол, а заодно и инкубатор для самых разнообразных микробов: чтобы начать выработку специфических антител к новым захватчикам, требуются одна-две недели.

Кажется вполне логичным, что и врождённый иммунитет также должен быть подвержен нервной регулировке.

Но вот свидетельства тому до сих пор были только косвенными. Известно, что грамотное закаливание повышает устойчивость к незнакомым вирусам и бактериям, а неожиданное переохлаждение, как показал ещё Пастер, повышает восприимчивость к патогенам. Поскольку за «общее состояние организма» отвечает нервная система, то её влияние должно быть ключевым. Справедливо это утверждение и для человека, состоящего из сотни триллионов клеток, и даже круглого червя из считанных сотен.

Червей исследовать проще, что и позволило Ман Вах Тану и Трупти Кавли из Медицинской школы Стэнфорда выяснить, как именно нервная система регулирует иммунный ответ. Они показали, что

у нематоды это происходит за счет небольших пузырьков, наполненных биоактивной молекулой под названием ins-7.

Это вещество образуется нейронами и выделяется в виде пузырьков в районе клеток кишечника.

Изучая механизм пагубного действия синегнойной палочки Pseudomonas aeruginosa, ученые отметили, что выживаемость червей при попадании возбудителя в кишечник напрямую зависит от концентрации ins-7. Отобрав у червей на генетическом уровне возможность синтезировать вышеупомянутый ins-7 и выделять его из нервных клеток, Тан добился усиления иммунного ответа. А черви с повышенным уровнем ins-7, наоборот, чаще умирали при добавлении в их среду обитания синегнойной палочки. Как предполагают авторы публикации в Nature Immunology, ins-7 действует через сигнальный каскад инсулина, на который завязаны и старение, и рост, и обмен веществ.

Пока Тан и Кавли не могут утверждать, что такой механизм ежедневно работает в природе, а не представляет собой чисто лабораторный феномен. Однако один очень сильный аргумент в пользу первого варианта у них есть.

Как показали Тан и Кавли, синегнойная палочка умеет эксплуатировать эту систему – она повышает уровень ins-7, ослабляя тем самым иммунный ответ хозяина.

Вряд ли бактерия могла научиться этому трюку за время экспериментов: они были поставлены таким образом, что о давлении естественного отбора на микробов речи не шло.

Зачем подобный механизм регулировки понадобился самим червям и в каком случае они «силой мысли» регулируют работу клеток кишечника – пока остается загадкой. Как только ученые докопаются до дополнительных механизмов, позволяющих нервной и иммунной системам взаимодействовать, о части иммунодефицитов можно будет забыть.

Утверждение «все болезни от нервов» стало чуть ближе к истине. Нервная система регулирует не только приобретённый, но и врождённый иммунитет. Более того, существуют бактерии, которые этим пользуются.

Хотя непосредственной причиной всех инфекционных заболеваний с точки зрения современной науки являются микроорганизмы, хозяйский организм и его системы – в том числе и нервную – не стоит недооценивать. Конечно, формулировка «все болезни от нервов» остаётся сильным преувеличением, но в определённой степени и потому, что исследовать роль хозяйских систем довольно сложно – уж слишком велик разброс устойчивости к микроорганизмам по популяции. А различия в питании, состоянии дыхательной или сердечно-сосудистой систем только усложняют задачу учёным, решившимся выяснить роль всего вышеперечисленного в соответствии со стандартами доказательной медицины. Тем не менее год за годом становится всё яснее, что нервная система и вправду способна влиять на иммунитет, причем как на приобретенный, так и на врождённый.

Ранее учёные уже показали, что молекулярные сигналы от нервной системы способны влиять на работу лимфоцитов – клеток иммунной системы, обеспечивающих приобретённый иммунитет против болезней, с которыми организму довелось познакомиться.

Например, у позвоночных адреналин и норадреналин регулируют количество и активность иммунных клеток и продукцию ими антител.

Однако есть у нас и врождённый иммунитет – своего рода первый эшелон обороны, обеспечивающий быструю защитную реакцию от всех бактерий подряд, которые клетки-макрофаги распознают по характерным липополисахаридам клеточной стенки; подобным образом распознают они и капсидные оболочки вирусов.

Эти защитники не в состоянии прицельно уничтожать наиболее изобретательные микроорганизмы, но если бы не они, то уже через сутки, а то и раньше наше тело превратилось бы настоящий праздничный стол, а заодно и инкубатор для самых разнообразных микробов: чтобы начать выработку специфических антител к новым захватчикам, требуются одна-две недели.

Кажется вполне логичным, что и врождённый иммунитет также должен быть подвержен нервной регулировке.

Но вот свидетельства тому до сих пор были только косвенными. Известно, что грамотное закаливание повышает устойчивость к незнакомым вирусам и бактериям, а неожиданное переохлаждение, как показал ещё Пастер, повышает восприимчивость к патогенам. Поскольку за «общее состояние организма» отвечает нервная система, то её влияние должно быть ключевым. Справедливо это утверждение и для человека, состоящего из сотни триллионов клеток, и даже круглого червя из считанных сотен.

Червей исследовать проще, что и позволило Ман Вах Тану и Трупти Кавли из Медицинской школы Стэнфорда выяснить, как именно нервная система регулирует иммунный ответ. Они показали, что

у нематоды это происходит за счет небольших пузырьков, наполненных биоактивной молекулой под названием ins-7.

Это вещество образуется нейронами и выделяется в виде пузырьков в районе клеток кишечника.

Изучая механизм пагубного действия синегнойной палочки Pseudomonas aeruginosa, ученые отметили, что выживаемость червей при попадании возбудителя в кишечник напрямую зависит от концентрации ins-7. Отобрав у червей на генетическом уровне возможность синтезировать вышеупомянутый ins-7 и выделять его из нервных клеток, Тан добился усиления иммунного ответа. А черви с повышенным уровнем ins-7, наоборот, чаще умирали при добавлении в их среду обитания синегнойной палочки. Как предполагают авторы публикации в Nature Immunology, ins-7 действует через сигнальный каскад инсулина, на который завязаны и старение, и рост, и обмен веществ.

Пока Тан и Кавли не могут утверждать, что такой механизм ежедневно работает в природе, а не представляет собой чисто лабораторный феномен. Однако один очень сильный аргумент в пользу первого варианта у них есть.

Как показали Тан и Кавли, синегнойная палочка умеет эксплуатировать эту систему – она повышает уровень ins-7, ослабляя тем самым иммунный ответ хозяина.

Вряд ли бактерия могла научиться этому трюку за время экспериментов: они были поставлены таким образом, что о давлении естественного отбора на микробов речи не шло.

Зачем подобный механизм регулировки понадобился самим червям и в каком случае они «силой мысли» регулируют работу клеток кишечника – пока остается загадкой. Как только ученые докопаются до дополнительных механизмов, позволяющих нервной и иммунной системам взаимодействовать, о части иммунодефицитов можно будет забыть.