Команда ученых обнаружила, что макрофаги — иммунные клетки, способные к активному захвату патогенных микроорганизмов, — могут перерабатывать поглощенные бактерии в питательные ресурсы, регулируя воспалительные реакции. Это открытие описывает новый механизм взаимодействия иммунных клеток организма с патогенами и может помочь в управлении иммунным ответом при инфекциях и хронических заболеваниях. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Макрофаги — важный компонент защитной системы организма, они поглощают бактерии и чужеродные частицы посредством фагоцитоза. Ранее считалось, что уничтоженные микробы просто расщепляются в клеточных структурах. Однако в новом исследовании ученые доказали: компоненты бактерий включаются в метаболизм макрофагов, влияя на их функции. «Мы это то, что мы едим, — поясняет Анжело Д’Алессандро, соавтор исследования из Университета Колорадо. — То, что мы едим, меняет наш состав, и, когда иммунные клетки поедают бактерии, с ними происходит то же самое». Ученые выяснили, что живые и мертвые бактерии по-разному воздействуют на клетки: первые провоцируют воспаление, а вторые подавляют его.
Для изучения метаболических процессов исследователи использовали бактерии, помеченные стабильным изотопом углерода. Это позволило отследить, как аминокислоты и углерод из поглощенных микробов включаются в синтез молекул, таких как глутатион (антиоксидант) и итаконат (противовоспалительное соединение). Ученые установили роль белка mTORC1, которая заключается в регулировании переработки бактериальных ресурсов. Также оказалось, что мертвые бактерии содержат высокий уровень циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Это соединение активирует фермент AMPK, который, в свою очередь, подавляет активность mTORC1. В результате макрофаги, поглотившие мертвые бактерии, реже вырабатывают активные формы кислорода и интерлейкин-1β, которые являются маркерами воспаления.
Ученые определили четкую разницу между живыми и мертвыми патогенами. Макрофаги, поглотившие живые бактерии, не получали достаточного количества цАМФ, что заставляло их активнее бороться с инфекцией, но одновременно повышало риск хронического воспаления. Мертвые бактерии, содержащие больше цАМФ, напротив, подавляли воспалительный процесс. «Когда фагоцитарные клетки поедают мертвые бактерии, некоторые из небольших молекул, которые они перерабатывают, "сообщают" им, что не нужно вызывать воспаление, что все будет в порядке», — сообщает Д’Алессандро. Эти данные объясняют, почему некоторые инфекции вызывают острую иммунную реакцию.
Исследование открывает перспективы для создания методов регулирования иммунных реакций через управление метаболическими путями. Обнаруженная связь между состоянием бактерий, активностью mTORC1 и AMPK позволяет пересмотреть подходы к лечению хронических воспалений и инфекций. Таким образом, открытие закладывает основу для разработки новых стратегий лечения, которые смогут балансировать между уничтожением патогенов и подавлением избыточного иммунного ответа.
Автор: Богдан Скиба.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
