Ежегодно от 250 000 до 300 000 человек в Германии страдают от инсульта или сердечного приступа. Данные пациенты страдают иммунными нарушениями и очень часто восприимчивы к опасным для жизни бактериальным инфекциям. До сих пор мало что было известно о механизмах, лежащих в основе этой иммунной дисфункции.
Группа ученых с медицинского факультета университетской больницы Университета Дуйсбург-Эссен (University Hospital of the University of Duisburg-Essen) и Института аналитических наук им. Лейбница (Leibniz Institute for Analytical Sciences) в Дортмунде теперь обнаружили ранее неизвестную причину этого и терапевтический подход. Их результаты опубликованы в научном журнале Nature Cardiovasic Research.
Исследование возглавил профессор Маттиас Гюнцер (Matthias Gunzer), директор Института экспериментальной иммунологии и визуализации (IEIB) Университета Дуйсбург-Эссен и руководитель отдела биоспектроскопии Института аналитических исследований им. Лейбница, и доктор Викрамджит Сингх (Vikramjeet Singh), руководитель отделения иммунологии инсульта в IEIB.
Они обнаружили, что у пациентов через один-три дня после инсульта или сердечного приступа количество антител IgA в крови резко снижается — они необходимы для защиты от инфекций. Антитела бывают нескольких подтипов, известных под общим названием иммуноглобулины (Ig), которые производятся специализированными плазматическими клетками.
Чтобы отследить механизм потери антител и улучшить лечение пациентов с этими результатами, ученые использовали мышиные модели заболевания. У мышей также наблюдалась потеря IgA в крови и стуле после инсульта или сердечного приступа. Исследователи обнаружили, что специализированные волокна ДНК, высвобождаемые в кровь, являются фактором потери иммунной защиты.
Эти волокна ДНК, известные как нейтрофильные внеклеточные ловушки (NET), происходят из ядер другого типа иммунных клеток — нейтрофилов. NET выбрасываются в кровь в больших количествах высокоактивированными нейтрофилами после инсульта или сердечного приступа и могут напрямую убивать плазматические клетки в кишечнике. Вероятно, еще более важным эффектом NET является образование сотен мелких тромбов в кровеносных сосудах, которые снабжают энергией плазматические клетки в кишечнике. Это приводит к нехватке питательных веществ и кислорода, а Ig-образующие клетки отмирают в большом количестве.
Иммунологам не только удалось доказать причинно-следственную связь между инсультом, инфарктом и иммунодефицитом, но они также смогли продемонстрировать новый подход к лечению: если бы NET были разрушены с помощью фермента ДНКазы или их высвобождение было бы предотвращено веществом благодаря новому способу действия, иммунная защита осталась бы нетронутой. Ученые смогли продемонстрировать это как на мышиной модели, так и – в случае с ДНКазой – в более поздних клинических исследованиях.
«До сих пор не было возможности разработать терапевтические подходы, поскольку причина иммунодефицита была неясна. Лечение, которое разрушает NET или даже предотвращает их образование, может стать новым многообещающим подходом к поддержанию иммунной защиты у пациентов после инсульта или сердечного приступа. Это может дать возможность предотвратить серьезные вторичные инфекционные заболевания или даже смерть», — говорит Гюнцер.
Литература:
Ali A. Tuz et al, Stroke and myocardial infarction induce neutrophil extracellular trap release disrupting lymphoid organ structure and immunoglobulin secretion, Nature Cardiovascular Research (2024). DOI: 10.1038/s44161-024-00462-8