Наши легкие каждый день подвергаются бомбардировке самыми различными частицами. Хотя некоторые из них совершенно безопасны для нас, другие, известные как патогены, могут вызвать у нас заболевание. Иммунная система тренирует свою реакцию всякий раз, когда сталкивается с такими патогенами. Тем не менее, исследователи из Боннского университета (University of Bonn) теперь доказали, что даже безвредные частицы помогают улучшить иммунный ответ, и опубликовали свои результаты в научном журнале Nature Immunology.
Взрослый человек делает около 12 вдохов в минуту, наполняя легкие воздухом, но также вдыхает всевозможные частицы: безвредные частицы, различные микроорганизмы, а также споры грибков, болезнетворные бактерии и вирусы.
«Находимся ли мы в общественном транспорте, где люди кашляют, или в помещениях с кондиционером, где воздух полон спор грибков, наши легкие постоянно подвергаются воздействию окружающей среды», — комментирует профессор Андреас Шлитцер (Andreas Schlitzer) из Боннского университета.«Это задача, с которой иммунной системе наших легких приходится справляться на протяжении всей нашей жизни. Она должна адаптироваться к постоянно меняющимся требованиям, отличать безвредные частицы от опасных и реагировать соответствующим образом».
Однако макрофаги — клетки врожденной иммунной системы, отвечающие за эту задачу, — знают, что им нужно делать. Эти «клетки-мусорщики» идентифицируют патогенные частицы, надежно уничтожают их (по большей части) и сохраняют информацию о нападавших в памяти иммунной системы, чтобы в следующий раз они могли реагировать еще более эффективно.
Но что макрофаги делают с информацией о безвредных частицах? Этот вопрос изучила рабочая группа под руководством Андреаса Шлитцера.
«Макрофаги могли бы просто забыть о безобидных частицах, поскольку они не причиняют нам никакого вреда», — объясняет Шлитцер. «Однако мы подозревали, что они все равно сохраняют информацию и включают эти знания в последующие иммунные реакции».
Иммунный ответ, модифицируемый грибковыми спорами
Чтобы проверить свою гипотезу, исследователи заставили мышей дышать бета-глюканом, сахаром, содержащимся в клеточной стенке гриба под названием кандида.
«Мы постоянно подвергаемся воздействию этих грибковых спор в нашей повседневной жизни», — отмечает Шлитцер. «Например, они встречаются в особенно высоких концентрациях в помещениях с кондиционерами, которые являются идеальными местами для их проживания».
Хотя этот конкретный грибок совершенно безопасен для здоровых людей, он может подвергнуть людей с ослабленной иммунной системой (например, из-за таких заболеваний, как ВИЧ) риску развития серьезного заболевания.
Затем ученые использовали многомерные одноклеточные технологии, чтобы изучить, как иммунная система мышей реагирует на вредные патогены. Они обнаружили, что мыши, которые подвергались воздействию бета-глюкана перед инфицированием бактерией легионеллой, реагировали на патогены иначе, чем те, которые этого не делали».«Мыши были устойчивы к легионелле или, другими словами, сумели быстрее выздороветь благодаря измененному иммунному ответу», — объясняет Шлитцер.
Чтобы адаптировать иммунный ответ после контакта с безвредными частицами, макрофаги используют специфические белки, которые также играют роль в таких заболеваниях, как болезнь Альцгеймера и ожирение.
Шлитцер заключает: «Если мы сможем модулировать макрофаги определенным образом, они могли бы служить «шкалами», которые мы могли бы настроить для лечения этих состояний».
Именно этим его рабочая группа и будет заниматься в дальнейшем.
Литература:
Apolipoprotein E controls Dectin-1-dependent development of monocyte-derived alveolar macrophages upon pulmonary β-glucan-induced inflammatory adaptation, Nature Immunology, 2024. DOI: 10.1038/s41590-024-01830-z. www.nature.com/articles/s41590-024-01830-z