Биологи научились регулировать иммунный ответ макрофагов
Ученые из США, Канады, Германии и России нашли вещество, способное подавлять действие макрофагов — одной из разновидности клеток иммунной системы. Им оказался итаконат, который вырабатывают сами макрофаги. Его противовоспалительное действие можно использовать для терапии патологий, связанных с чрезмерным воспалением.
Российские ученые из университета ИТМО вместе с коллегами изучали макрофагов — один из типов клеток иммунной системы, которые отвечают за устранение патогенов в организме. Они первыми прибывают на борьбу с инфекций и после перехода в активное состояние, связанного с активацией некоторых молекулярных механизмов, начинают захватывать и переваривать болезнетворные бактерии. Однако иногда макрофаги слишком увлекаются в своей работе, что приводит к чрезмерному развитию воспалительного процесса и негативным последствиям для всего организма.
Ученые изучили, как макрофаги переходят из неактивированного состояния в провоспалительное, и обнаружили, что излишнюю старательность макрофагов подавляет вещество итаконат. При этом производят его сами активизирующиеся макрофаги.
«Итаконат выставляет определенную планку для макрофагов: когда его концентрация превышает некий предел, активация макрофагов замедляется, — рассказывает Алексей Сергушичев, один из авторов статьи и аспирант университета ИТМО. — Без этого вещества воспалительный процесс увеличивался бы больше, чем требуется. В перспективе с помощью итаконата можно искусственно контролировать активацию макрофагов, а значит, сдерживать интенсивность воспаления».
Ученые изучили, как макрофаги переходят из неактивированного состояния в провоспалительное, и обнаружили, что излишнюю старательность макрофагов подавляет вещество итаконат. При этом производят его сами активизирующиеся макрофаги.
«Итаконат выставляет определенную планку для макрофагов: когда его концентрация превышает некий предел, активация макрофагов замедляется, — рассказывает Алексей Сергушичев, один из авторов статьи и аспирант университета ИТМО. — Без этого вещества воспалительный процесс увеличивался бы больше, чем требуется. В перспективе с помощью итаконата можно искусственно контролировать активацию макрофагов, а значит, сдерживать интенсивность воспаления».
Действие итаконата основано на том, что он может прерывать цикл Кребса — совокупность биохимических реакций, связанных с клеточным дыханием и находящихся на пересечении метаболических путей. Среди прочего он подавляет фермент Sdh (сукцинатдегидрогеназа), который не только участвует в цикле, но еще и связывает его с сигнальными путями для обмена информацией между макрофагами. Поэтому блокировка Sdh замедляет активацию макрофагов.
Производимый самим организмом итаконат, по соображениям ученых, безопасен для здоровья и может быть полезным для терапии различных патологий, связанных с чрезмерным воспалением, например при ишемической болезни сердца, печени, почек, а также метаболических нарушениях и, возможно, аутоиммунных заболеваниях.
Сейчас исследователи проверяют действие итаконата на живых организмах. Первые эксперименты показали, что это вещество снижает повреждения сердечной мышцы при инфаркте миокарда у мышей, но для того, чтобы перенести этот метод на человеческий организм, по словам исследователей, нужна еще дальнейшая работа. Статья ученых опубликована в журнале Cell Metabolism.
Использование итаконата не единственный способ регуляции иммунного ответа макрофагов. Ранее ученые этой же научной группы показали, что процесс активации макрофагов сильно зависит от концентрации аминокислоты глутамина.