Мачтовые клетки - это иммунные клетки, известные в основном своим нежелательным действием: они вызывают хрипы астмы, зуд экземы, чихание и насморк, и, в крайних случаях, опасный для жизни анафилактический шок. Но исследователи обнаружили, что эти клетки также оказывают очень полезное воздействие.
Стивен Галли, доктор медицины, Мэри Хьюитт Лавлесс, доктор медицины, и их коллеги впервые показали, что мачтовые клетки могут обеспечить защиту от потенциально смертельного состояния, известного как сепсис, разрушая молекулу, которая способствует развитию патологии и смерти, связанной с этой бактериальной инфекцией.
"То, что мы обнаружили в этом исследовании, - это новая роль мачтовой клетки, которая заключается в ограничении ущерба, наносимого эндотелином-1, молекулой, которая вырабатывается организмом в больших количествах во время тяжелого сепсиса, а также в связи с другими расстройствами", - сказал Галли.
Сепсис - это тяжелое заболевание, вызванное инфекцией бактерий, вырабатывающих токсины, которые попадают в кровоток. Последствия сепсиса у людей включают высокую температуру, гипервентиляцию и диарею и могут представлять угрозу для жизни, особенно у пациентов с другими медицинскими проблемами.
Во время некоторых инфекций уровень эндотелина-1 может быть очень высоким, вызывая расширение вен и усиливая некоторые тяжелые симптомы сепсиса. В начале исследования ученые уже знали, что в культуре клеток мачтовые клетки активируются эндотелином-1. В свою очередь, мачтовые клетки также могут вырабатывать эндотелин-1 и расщеплять его.
"Однако невозможно было догадаться, каким будет чистое воздействие мачтовых клеток на эндотелиновую систему, поскольку они могут как разрушать ее, так и способствовать развитию", - сказал Галли.
Чтобы увидеть мачтовые клетки в действии, а не в лабораторных условиях, старший научный сотрудник Минди Цай, доктор медицинских наук, помог создать генетически модифицированные мачтовые клетки, которые могли или не могли нормально реагировать на эндотелин-1.
Исследователи могли затем выборочно пересаживать эти мачтовые клетки мышам, которым недоставало клеток, и таким образом видеть, как это влияет на способность реагировать на эндотелин-1 или бактериальную инфекцию.
Большинство мышей без мачтовых клеток погибли в результате бактериальной инфекции. Но выживаемость при сепсисе у мышей с мачтовыми клетками, которые могли нормально реагировать на эндотелин-1, значительно улучшилась.
Ученые обнаружили, что эндотелин-1 может активировать мачтовые клетки мышей и, как только они сработают, они вырабатывают еще один белок, разрушающий эндотелин-1, снижая его токсическое действие. Иными словами, мачтовые клетки помогают восстановить нормальное физиологическое равновесие у мышей с высоким уровнем эндотелина-1.
По словам Галли, высокий уровень эндотелина-1 отмечается при ряде заболеваний человека, таких как высокое артериальное давление, легочная гипертензия, астма, застойная сердечная недостаточность, почечная недостаточность и язва желудка. Кроме того, мачтовые клетки были замешаны во многих из тех же самых расстройств.
"Хотя мы изучили бактериальную инфекцию в качестве своего рода первого тестового примера, мы надеемся, что сможем разработать модели, которые позволят нам изучить это явление и при других заболеваниях", - сказал он. "Мы слишком мало работали в данном направлении, чтобы понять, каков будет терапевтический потенциал".
Другие ученые рассмотрели возможность ликвидации мачтовых клеток в качестве возможного средства лечения таких заболеваний, как астма. Тем не менее, Галли сказал, что результаты его команды являются примером полезной функции, которая была бы потеряна, если бы эти клетки были уничтожены.
"Отрадно, что эволюция привела к образованию клеток, которые при определенных обстоятельствах приносят значительную пользу, даже если они активируются ненадлежащим образом, например, при астме, они приносят вред", - сказал Галли.
Интересно, что, по его словам, компонент змеиного яда - яд израильской гадюки-крота - содержит соединение, похожее на эндотелин-1. Укушенные змеей животные развивают некоторые эффекты, похожие на те, которые наблюдаются при сепсисе. Не исключено, что мачтовые клетки также противодействуют этому компоненту яда, разрушая его и снижая токсичность белка.