Учёные узнали, почему иммунитет слабо реагирует на возбудителя опасной инфекции

Иммунная система человека способна реагировать на различные патогенные бактерии и даже их небольшие компоненты. Врожденный иммунитет может активироваться в ответ на ЛПС (липополисахариды — компонент стенки бактерий), которые взаимодействуют с толл-подобным рецептором 4 (TLR4) — белком, встроенным в мембрану клеток.

«Патогенные бактерии, несущие в составе своей клеточной стенки ЛПС с низкой биоактивностью, могут избежать активации TLR4 рецептора и запуска иммунного ответа, тем самым становясь как бы "невидимыми" для системы врожденного иммунитета и увеличивая риск распространения инфекции в организме, — прокомментировал исследование ведущий автор работы, доктор биологических наук Дмитрий Купраш, профессор кафедры иммунологии биологического факультета МГУ и профессор РАН, главный научный сотрудник Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН. — С другой стороны, такое отсутствие или ослабление распознавания бактерий может оказаться выгодным для пациентов, которым угрожает развитие тяжелого септического шока (например, в качестве послеоперационного осложнения).»

Учёные заинтересовались тем, как липополисахарид кампилобактерий (Campylobacter jejuni), которые чаще всего являются причиной гастроэнтерита у людей, влияет на наш TLR4.

Кампилобактериоз — очень распространенное заболевание, которое может сопровождаться тяжелыми осложнениями. Заражение происходит через желудочно-кишечный тракт, где кампилобактерии могут колонизировать слизистые оболочки и вызывать отеки и язвочки, которые иногда сливаются в более крупные язвы. Заболевание особенно опасно для детей и пожилых людей, а также людей с ослабленным иммунитетом, так как у них оно может распространиться по всему организму и вызвать гнойные воспаления в сердце, центральной нервной системе, легких и других органах.

Изучением липополисахарида кампилобактерий занялась международная группа биологов и химиков. Сотрудники Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН с помощью гидрофобной хроматографии очистили ЛПС из бактерий, а итальянские коллеги из Института полимеров, композитов и биоматериалов в Катании при помощи масс-спектрометрии определили его химическую структуру. Затем команда, состоящая из студентов, аспирантов и сотрудников кафедры иммунологии биологического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова и сотрудников Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН экспериментально охарактеризовала способность ЛПС вызывать цитокинов и хемокинов — белков, провоцирующих воспаление и «включающих» ответ на бактериальную инфекцию.

«Мы показали, что в составе ЛПС из патогенного штамма C. jejuni уменьшены количество и длина ацильных цепей (говорят, что этот ЛПС «гипоацилирован»), — пояснил Дмитрий Купраш. — Этот ЛПС способен взаимодействовать с TLR4 на поверхности макрофагов и активировать все необходимые внутриклеточные сигнальные пути, однако степень активации оказывается сниженной. Это ещё одно подтверждение гипотезы о корреляции степени ацилирования ЛПС с его биоактивностью».

Авторы исследования надеются использовать результаты для предсказания способности различных бактерий запускать иммунный ответ в зависимости от особенностей этих бактерий. Понимание того, как даже незначительные структурные различия между похожими бактериальными компонентами влияют на активацию иммунной системы, может способствовать развитию новых подходов к регулированию антибактериального иммунного ответа.

Источник: https://www.msu.ru