Исследование раскрывает новый способ запуска иммунного ответа

Согласно новому исследованию, проведенному исследователями из Weill Cornell Medicine and Hospital for Special Surgery (HSS), небольшие белки, называемые хемокинами, которые направляют иммунные клетки к местам инфекции, также могут образовывать связанные с ДНК наночастицы, которые могут вызывать хронические дисфункциональные иммунные реакции. Неожиданное открытие этой новой активности этого хорошо изученного класса иммунных сигнальных молекул может пролить свет на некоторые типы иммунных нарушений.


Исследование, опубликованное 31 мая в журнале Журнал экспериментальной медицины, раскрывает совершенно новый способ а иммунной системы, посредством которого наночастицы хемокинов-ДНК могут вызывать воспаление. Результаты доклинических моделей позволяют предположить, что этот механизм может играть центральную роль в аутоиммунных заболеваниях, таких как склеродермия и волчанка.

Работа была частью постоянных усилий ученых по изучению склеродермии, аутоиммунного заболевания, которое вызывает воспаление и уплотнение кожи. «У нас был проект, посвященный склеродермии, и несколько лет назад мы и другие показали, что у пациентов с этим заболеванием повышен уровень хемокина CXCL4 в крови», — сказал старший автор доктор Франк Баррат, профессор микробиологии и иммунологии в Weill Cornell Medicine и на кафедре Майкла Блумберга, а также старший научный сотрудник HSS. «Но роль этого хемокина в заболевании неясна, и мы не ожидали, что хемокин вызовет этот конкретный иммунный ответ».

При настройке элементов управления для одного из своих экспериментов группа доктора Баррата, включая первого автора, доктора Йонг Ду, постдокторского сотрудника в области микробиологии и иммунологии в Weill Cornell Medicine и члена Исследовательского института HSS, обнаружила, что CXCL4 и несколько других хемокины могут индуцировать иммунные клетки, называемые плазмоцитоидными дендритными клетками (pDC), для производства интерферона-альфа. Удивительно, но индукция оказалась независимой от известных хемокиновых рецепторов, что указывает на то, что эти молекулы активировали иммунные клетки посредством какого-то ранее неизвестного механизма.

Последующие эксперименты показали, что хемокины могут связывать фрагменты ДНК с образованием наночастиц, которые затем, минуя клеточные хемокиновые рецепторы, напрямую вызывают выработку интерферона. Тесты на мышиных моделях воспаления кожи позволяют предположить, что этот механизм может объяснить хроническую иммунную активацию, лежащую в основе склеродермии и других аутоиммунных заболеваний. Результаты также предполагают, что разные наночастицы ДНК-хемокинов могут лежать в основе различных заболеваний. Например, в то время как CXCL4, по-видимому, важен при склеродермии, другой хемокин, CXCL10, может выполнять аналогичную функцию при волчанке.

Доктор Баррат считает, что наночастицы ДНК-хемокинов, вероятно, являются важным компонентом системы заживления ран в организме. «После повреждения кожи, например, если вы порезались, дендритные клетки инфильтрируют кожу и создают воспалительную среду, позволяющую правильно закрыть рану. Наши результаты показывают, что этим клеткам не нужно видеть патоген — вирус или бактерия — и может напрямую ощущать собственную ДНК», — сказал он. «И это воспаление помогает рекрутировать другие клетки иммунной системы». При аутоиммунном заболевании процесс идет наперекосяк, вызывая хроническое воспаление, которое в конечном итоге повреждает ткань, а не лечит ее.

Исследователи также сотрудничали в соответствующем исследовании, опубликованном 14 июня в Природные коммуникации, это показывает, что CXCL4 может вызывать аналогичную воспалительную реакцию в моноцитах, другом важном классе иммунных клеток. Взятые вместе, результаты указывают на возможные стратегии отключения аутоиммунитета без вмешательства в нормальный иммунный ответ.

«Он говорит вам о типе реакции, которую вы должны остановить, не обязательно на уровне ДНК-хемокинов, но, возможно, на более низком уровне в самих клетках», — сказал доктор Баррат.