Рецептор насильственной смерти
Стало ясно, как иммунная система отличает жертв бактериальной атаки от клеток, умерших своей смертью, чтобы вовремя начать операцию по уничтожению бактерий. Тревогу поднимает рецептор Mincle, реагирующий на фрагменты ядра, которое в случае насильственной гибели клетка не успевает уничтожить перед смертью. Научиться бы ещё отключать рецептор тогда, когда он срабатывает напрасно, – например, при аллергии.
С точки зрения каждой отдельной клетки, смерть – не такой уж и трагический момент, потому исследующие её учёные не ищут в этом процессе особых мистических составляющих. Правда, кляксу темных пятен, окружающих последний жизненный этап каждой из крошечных автономных составляющих нашего организма, до сих пор окончательно развеять не удается.
Зато каждое очередное открытие в этой области сопровождается грандиозными планами или сделать организм бессмертным, или же заставить умереть все опухолевые и прочие больные клетки. На этот раз японские ученые получили в руки инструмент, с помощью которого можно управлять макрофагами – клетками иммунной системы, очищающими от организм от отживших свой век клеток.
Если на Земле каждую секунду уходят из жизни два человека, то в нашем организме за ту же секунду умирают более миллиона клеток. Но их остатки не только эффективно используются остающимися в живых, но даже не вызывают никаких побочных реакций. А вот если гибель клеток произойдет вдруг по вине бактерий или скальпеля, то очаг «нападения» сразу же окружат клетки первой линии защиты организма, основную долю которых составляют так называемые нейтрофилы иммунной системы.
Как правило, единственной линией дело не ограничивается – нейтрофилы продуцируют большое количество разнообразных цитокинов и хемокинов, притягивающих другие иммунные клетки. В итоге развивается воспаление – явление, иногда нужное организму, а иногда нет.
Как нейтрофилы отличают естественную смерть от «насильственной» – до сих пор оставалось до конца не известным, хотя ученые и нашли некоторые структуры, способные в этом участвовать.
Во-первых, это так называемые Toll-подобные рецепторы, связывающиеся с отдельными биологическими молекулами, в том числе высвобождающимися при гибели клеток. Среди них цепочки нуклеиновых кислот, липополисахариды и небольшие комплексы белков, ДНК и РНК, из которых сформированы рибосомы и хромосомы.
Вторая группа рецепторов, находящаяся под подозрением у ученых, – С-лектины, открытые больше века назад у растений. Эти молекулы межклеточного взаимодействия лишь недавно стали действительно универсальным классом, когда их обнаружили и у человека, и у других лабораторных животных. Как и Toll-подобные рецепторы, в зависимости от типа они распознают не только сложные углеводы, но и разнообразные молекулы, среди которых и маркеры «вынужденной гибели».
Такаси Сайто и его канадские и японские коллеги выяснили, какому именно лектину мы обязаны выраженными воспалительными реакциями.
Ученые исследовали роль целой группы генов, располагающихся на 6-й мышиной и 12-й человеческой хромосомах, и нашли тот, что кодирует рецептор Mincle, располагающийся исключительно на макрофагах.
Именно Mincle позволяет макрофагам распознавать убитые, а не просто погибшие от старости клетки.
В отсутствие этого рецептора нейтрофилы были не способны реагировать на «трупы» и, как следствие, отправлять соответствующий сигнал дальше по цепочке, привлекая все больше и больше иммунокомпетентных клеток.
Поиск самой улики – сигнальной молекулы, подтверждающей гибель клеток «не по своей воле», – тоже не составил для ученых труда. Сайто и его коллегам нужно было найти вещество, не образующееся при контролируемой гибели, но выделяемое при быстром разрушении клетки.
Здесь ученым было достаточно воспользоваться знаниями, полученными еще в университете. Уже более полувека учёным известно, что клетки до последней секунды «остаются верными организму». Радиация, высокие температуры, химические и биологические яды могут привести к необратимым изменениям генома, и контакт здоровых клеток с этой «информацией» ни к чему хорошему не приведет. Именно поэтому даже немного поврежденные клетки сначала уничтожают своё ядро и уже после этого распадаются на отдельные части. И уж тем более ядро будет уничтожено, если клетка погибла по своей воле, решив уступить в старости место молодым.
А вот если на это не остается времени, то в организм попадают неизмененные внутриядерные частицы, и становящиеся «уликами» для нейтрофилов.
Как выяснил Сайто, в случае с Mincle ими являются белки, вместе с ДНК образующие хромосомы. С деталями исследования можно ознакомиться в последнем выпуске Nature Immunology.
Хотя ученые и не доказали участия системы Mincle в патологических процессах вроде аутоиммунного воспаления или аллергии, теперь у них есть инструмент, позволяющий остановить воспаление ещё на первом этапе, предотвратив массовую миграцию иммунных клеток и так знакомые всем «боль, красноту и температуру». Впрочем, если пользоваться этим тонким инструментом как молотком, можно полностью лишить организм возможности бороться с инфекциями.
