Новорожденный человеческий младенец во многих отношениях, включая иммунитет, совершенно беспомощный. Многие звенья иммунной защиты сформируются у ребенка со временем, а в первые месяцы жизни он «заимствует» ее у матери. Исследуя этот материнский феномен, ученые нашли новый способ создания более эффективных лекарственных препаратов на основе антител
Что такое антитела, или иммуноглобулины, теперь знают практически все – благодаря пандемии коронавирусной инфекции. Эти особые иммунные белки адаптивного (приобретенного) иммунитета распознают и связывают антигены – частицы бактерий и вирусов, токсины и другие потенциально опасные агенты, защищая от них организм.
Иммуноглобулины подразделяются на пять классов (IgG, IgM, IgA, IgE и IgD), при этом ребенку от матери достаются антитела класса IgG, а также, с молоком, IgA. Они начинают поступать в его организм еще до рождения через плаценту (орган, объединяющий функциональные системы организмы матери и эмбриона), а позже – с грудным молоком. Именно эти антитела сдерживают натиск патогенов из внешней среды в первые несколько месяцев жизни малыша.
Еще не так давно считалось, что антитела в принципе не способны проникать внутрь клеток, а с внутриклеточными инфекциями борется исключительно Т-клеточное звено адаптивного иммунитета. Поэтому антитела могут быть нацелены только на патогены, находящиеся во внеклеточной среде. Соответственно, и для лечения инфекций, вызванных внутриклеточными патогенами, нельзя использовать терапевтические моноклональные антитела.
Ученые из США, детально изучив специфический материнский иммунитет, обнаружили, что IgG матери обладают особыми свойствами.
Оказалось, что при беременности изменяется структура одного из элементов вариабельной области этого антитела: молекула моносахарида сиаловая кислота переходит из ацетилированной формы в деацетилированную. В такой форме она может связываться с рецептором CD22, мембранным белком В-лимфоцитов, что запускает определенные механизмы иммунной защиты. И такой тонкой молекулярной модификации достаточно, чтобы материнские антитела защищали младенцев от внутриклеточных инфекций.
Исследователи провели исследования на лабораторных мышах, изучив биохимические показатели, связанные с работой антител, у нерожавших и беременных самок. Оказалось, что во время беременности в организме мышей активно нарабатывается фермент ацетилэстераза сиаловой кислоты, который и отвечает за трансформацию этой молекулы. В эксперименте такая модификация обеспечивала потомству защиту от возбудителя листериоза – внутриклеточной бактерии Listeria monocytogenes.
Исследователи подкрепили свои выводы результатами эксперимента на генно-инженерных животных, у которых деацетилирование сиаловой кислоты стало невозможным. Введение мышатам от таких матерей антител от здоровых беременных мышей восстановило у них иммунную защиту.
Результаты этой работы открывают новые перспективы в иммунотерапии. Сегодня уже существует довольно много препаратов на основе моноклональных антител, разработанных для лечения онкологических заболеваний, астмы, рассеянного склероза, болезни Альцгеймера, а также некоторых бактериальных и вирусных инфекций, включая COVID-19. Некоторые из них уже одобрены к применению, другие проходят клинические испытания, причем далеко не все – успешно.
По мнению ученых, если деацетилирование антител воспроизвести «в пробирке», то можно создать более эффективные препараты на основе моноклональных антител, способные лечить инфекции, вызванные внутриклеточными агентами. Среди них, к примеру, такие опасные патогены, как ВИЧ и распространенный среди младенцев респираторно-синцитиальный вирус (РСВ), представляющий для них серьезную, а иногда и смертельную опасность.
Фото: https://2010.igem.org