Обнаружен белок, защищающий организм от опасных бактерий

Ученые из Института Аллергии и Иммунологии Ла Джолла (La Jolla Institute for Allergy & Immunology, США) выявили белок, играющий важную роль в борьбе организма против инфекций, вызываемых такими опасными бактериями, как кишечная палочка (Escherichia coli) и пневмококк. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.

Кишечная палочка представляет собой большое семейство бактерий. Многие ее штаммы вызывают опасные для жизни человека заболевания, способные привести к смертельному исходу. Кишечная палочка попадает в организм вместе с пищей, загрязненной даже малым (порой не видимым для человеческого глаза) количеством фекалий человека или животных. У заразившегося человека обычно возникают умеренно выраженные симптомы заболевания, но в некоторых случаях наблюдаются серьезные проявления инфекции, приводящие к почечной недостаточности и даже летальному исходу. Несмотря на проводимые меры общественной профилактики, кишечная палочка продолжает инфицировать пищевые ресурсы, ежегодно заражая большое количество людей во всем мире. В 2011 г. в Германии от вспышки заболевания, вызванного кишечной палочкой, пострадало более 4 тыс. человек, при этом в 15 странах было зафиксировано 50 смертельных случаев, вызванных этой бактерией. Было установлено, что вспышка инфекции была вызвана контаминацией ростков фасоли кишечной палочкой.

Пневмококк вызывает пневмонию и менингит бактериальной природы у детей. Согласно данным Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), пневмококковая пневмония является самой распространенной причиной смерти детей во всем мире. Ежегодно от этого заболевания погибает до 1,4 млн. детей в возрасте до пяти лет. В США после начала применения в 2000 г. пневмококковой вакцины смертность среди детей от пневмонии значительно снизилась. Несмотря на профилактические мероприятия, пневмококк продолжает вызывать инфекционные заболевания в США у детей в возрасте до двух лет и у людей пожилого возраста, а также среди населения развивающихся стран.

Митчелл Кроненберг (Mitchell Kronenberg), президент и руководитель научного подразделения Института Аллергии и Иммунологии Ла Джолла, возглавлявший новое исследование, рассказал, что белок HVEM, экспрессируемый эпителиальными клетками, выстилающими органы дыхательной и пищеварительной систем, играет важную роль в защите организма хозяина от внедрения кишечной палочки, пневмококков и других бактерий. В новом исследовании впервые было установлено, что белок HVEM необходим для инициации антибактериального ответа в эпителиальных клетках. «Мы выяснили, что HVEM играет роль «охранника», который реагирует на присутствие опасной бактерии и посылает сигналы иммунной системе. Белок HVEM является частью эпителиального защитного барьера, и без него в организм могут проникнуть болезнетворные бактерии», - рассказал доктор Кроненбург.

Ученые установили, что для инициации иммунного ответа необходимо взаимодействие белка HVEM эпителиальных клеток и рецептора интрелейкина-22. По словам доктора Кроненберг, без взаимодействия этих двух рецепторов организм не может противостоять инфекции.

Исследование было проведено на специально выведенной линии мышей, в организме которых не вырабатывался белок HVEM. Животных подвергали действию пневмококка или мышиного патогена, подобного E. coli. Мыши с дефицитом HVEM были в большей степени предрасположены к развитию инфекционных заболеваний, у них увеличилась бактериальная нагрузка на организм, и значительно нарушилась целостность слизистого барьера.

По словам доктора Кроненберга, иммунный ответ в легких и в пищеварительном тракте у мышей с дефицитом HVEM протекал одинаково. В организме животных с дефицитом HVEM эффективный иммунный ответ не развивался и в других областях внедрения патогенных микроорганизмов.

Доктор Кроненберг надеется, что полученные его командой данные помогут разработать новые антибактериальные вакцины или новые методы лечения инфекционных больных. По его мнению, сигнальный путь HVEM участвует в защите организма от многих опасных микроорганизмов. В частности, этот белок опосредует внедрение вируса герпеса в организм.

Доктор Ричард С. Блюмберг (Richard S. Blumberg), профессор медицины в Гарвардской Медицинской Школе (Harvard Medical School, США), руководитель отделения гастроэнтерологии, гепатологии и эндоскопии в Женской Больнице Бригхэм (Brigham and Women's Hospital, США), отметил значимость полученных данных. По его мнению, исследование раскрывает важную роль сигнального пути HVEM в регуляции поведения микроорганизмов в эпителиях, служащих входными воротами большого числа инфекционных заболеваний. По словам доктора Блюмберга, новые данные помогут ученым исследовать способы терапевтического влияния на иммунный ответ, направленные на предотвращение внедрения и уничтожение инфекционных патогенов в области эпителиальных границ.

Доктор Виктор Найцет (Victor Nizet), профессор педиатрии и фармакологических наук из Калифорнийского Университета в Сан-Диего (University of California, США), отметил, что в эру постоянно увеличивающейся резистентности бактерий к антибиотикам проблема разработки инновационных подходов к лечению бактериальных инфекций стоит особенно остро. По его мнению, новые подходы к лечению заболеваний бактериальной природы включают разработку способов повышения устойчивости иммунной системы к развитию инфекционных заболеваний. Новые данные позволяют использовать белок HVEM в качестве мишени для лекарственных препаратов, воздействующих на многие патогены в различных областях инфицирования.

По материалам La Jolla Institute for Allergy and Immunology

Оригинальная статья:

Jr-Wen Shui, Alexandre Larange, Gisen Kim, Jose Luis Vela, Sonja Zahner et al. HVEM signalling at mucosal barriers provides host defence against pathogenic bacteria. Nature, July 15, 2012 DOI: 10.1038/nature11242