- 422
- 0
Иммунитет: связь между эволюцией и генетикой заболеваний, особенности защиты в сезон «зимних простуд»
Ученые ИТМО и Тартуского университета (Эстония) проанализировали эволюцию участков генома, «подозреваемых» в развитии аутоиммунных и аллергических заболеваний.
Выяснилось, что изменения в геноме, определяющие борьбу иммунной системы с опасными инфекциями, могут вызывать такие болезни, как астма, псориаз, сахарный диабет.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Всего ученые изучили 2500 полных геномов человека: в них были отобраны 535 участков (регионов или локусов) с мутациями и нарушениями, влияющими на развитие 21 аутоиммунного и аллергического заболевания. Данные о геномах предоставил биобанк Тартуского университета.
«Результаты нашего исследования указывают на более экологичный и безопасный способ лечения аутоиммунных и аллергических заболеваний, чем редактирование генома и блокирование элементов иммунного ответа. Вместо того, чтобы отключать те или иные важные элементы иммунной системы, в будущем следует поработать с факторами, дестабилизирующими ее и “активирующими” болезни», — заявил научный сотрудник химико-биологического кластера университета ИТМО (Санкт-Петербург) Баязит Юнусбаев.
Изначально авторы проекта предположили, что регионы генома, связанные с исследуемыми болезнями, могут пересекаться с мутациями, которые несколько столетий назад помогали нам выжить — то есть находились под влиянием естественного отбора. И в современном мире эти изменения проявляют свою обратную сторону, провоцируя возникновение болезней, связанных с нарушением работы иммунной системы.
Чтобы проверить эту гипотезу, ученые использовали биоинформатические программы и алгоритмы.
В результате реконструкции участков геномов ученые обнаружили, что 30% всех «подозреваемых» регионов сформировались под влиянием естественного отбора. В других научных работах этот процент был не выше 5%. Также авторам проекта удалось определить, на какие именно клетки нужно обратить внимание при проведении экспериментов.
Ученые подчеркнули, что 90% всех генетических нарушений, связанных с патологиями, — регуляторные, то есть не затрагивают структуру белка, а изменяют работу гена в ответ на определенный стимул.
Исследователи предположили, что в качестве этих стимулов могут выступать частицы и микроорганизмы, которые «производятся» внутри человека (например, при псориазе триггером могут быть бактерии стрептококки), а также поступают из внешней среды (при астме — вирусная инфекция и пыльца).
Эксперимент американских ученых показал: к снижению защиты организма от инфекций в сезон «зимних» простудных заболеваний приводит воздействие холода на экзосомы
Клетки слизистой, расположенные ближе к кончику носа, представляют собой одну из первых линий защиты организма от передающихся воздушно-капельным путем. Несколько лет назад американский ученый Бенджамин Блейер и его коллеги показали, что в ответ на потенциальную опасность они выделяют специальные слизистые пузырьки. Такие экзосомы эффективно связывают клетки бактерий, затрудняя их распространение, а также содержат антибактериальные ферменты, тут же атакующие противника.
В новом исследовании Блейер с соавторами продемонстрировали работу этого механизма при противодействии вирусам. Забранные у добровольцев образцы клеток подвергали действию самых частых «причин» простудных заболеваний: двух риновирусов и одного коронавируса (отличного от штамма SARS-CoV-2). Клетки при этом активно производили экзосомы, которые облепляли вирусные частицы. Состав экзосом отличался от тех, что борются с бактериями. В частности, они содержали фрагменты мембранных белков, с которыми вирусы связывались, атакуя, как ложные мишени.
Чтобы выяснить, как защита работает на холоде, ученые просили добровольцев провести 15 минут в температуре +4 градуса Цельсия, после чего проводили термометрию в носу. Оказалось, за это время температура успевала упасть более чем на десять градусов. Затем в такую температуру помещали и клеточные культуры, после чего снова подвергали их воздействию вирусов.
В подобных условиях клетки производили в среднем меньше экзосом. Ученые сделали вывод, что, по-видимому, именно этот механизм ведет к снижению защиты организма и регулярным вспышкам простуды в зимний сезон.
Статья об исследовании была опубликована в Journal of Allergy and Clinical Immunology.
Отмечаете ли вы всплеск обращений пациентов с простудой в зависимости от похолодания на улице?
Источники:
