Цивилизация
Ученые показали, что при заболеваниях иммунитета из-за нарушений в специализации стволовых клеток появляются каталитически активные антитела – соединения, способные разлагать важные для организма биомолекулы. Результаты выполненного при поддержке РНФ исследования были представлены на III Всероссийском конгрессе «Аутоиммунные и иммунодефицитные заболевания».
Уже после искусственного получения абзимов (каталитически активных антител) выяснилось, что в природе они тоже существуют. Их обнаружили в крови людей с заболеваниями иммунной системы и некоторыми вирусными заболеваниями: системной красной волчанкой, рассеянным склерозом, вирусным гепатитом, СПИДом и другими. Роль абзимов в организме пока не ясна. Некоторые из них ускоряют гидролиз (разложение водой) белков и ферментов вируса иммунодефицита человека и замедляют тем самым развитие СПИДа. Большинство же известных абзимов участвует в разложении ДНК, РНК, белков, полисахаридов и других важных для организма молекул. Возможно, такая опасная каталитическая активность – один из механизмов развития заболеваний иммунитета. Чтобы уточнить, как абзимы появляются в организме при этих болезнях, биохимики из Института химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения РАН исследовали эти антитела у двух экспериментальных групп мышей.
У первой группы мышей была модель системной красной волчанки – неизлечимого аутоиммунного заболевания человека. При этой болезни от атаки иммунитета на нормальные клетки организма страдают все соединительные ткани. Мыши из второй группы были предрасположены к развитию экспериментального аутоиммунного энцефаломиелита. Эту линию использовали как мышиную модель рассеянного склероза у человека.
В исследовании мышей с моделью системной красной волчанки выяснилось, что уже в самом начале болезни в крови повышается уровень каталитически активных тел, разлагающих ДНК, белки и другие важные молекулы. Одновременно с этим у мышей меняется профиль специализации стволовых клеток костного мозга. С развитием болезни и ее переходом к острой фазе он меняется еще раз, причем параллельно активность абзимов в крови мышей резко возрастает. Таким образом, два процесса – нарушения в профиле дифференцировки стволовых клеток и появление абзимов – были связаны между собой. Экспериментально эту связь удалось показать впервые.
У мышей с модель рассеянного склероза в обычных условиях заболевание развивается медленно. Чтобы провести исследование, ученые иммунизировали часть животных белком MOG, то есть ввели им это вещество. MOG соответствует основному белку миелина, который служит «изоляцией» нервов у человека и млекопитающих. Ученые подтвердили, что у мышей со спонтанным развитием экспериментального аутоиммунного энцефаломиелита (аналога рассеянного склероза), как и при системной красной волчанке, в крови постепенно накапливались абзимы. У мышей, которые дополнительно прошли иммунизацию белком MOG, процесс шел быстрее, а активность абзимов была выше. Уже через 6–7 дней после введения MOG у них резко увеличилась каталитическая активность абзимов, разлагающих MOG, основной белок миелина и ДНК. А на 18–20 день началась острая фаза болезни. У мышей без предрасположенности к аутоиммунным заболеваниям активность абзимов нарастала медленнее и в итоге была в 40–70 раз ниже, несмотря на иммунизацию. И снова исследователи показали, что появление и рост активности абзимов совпадали с двумя другими патологическими процессами: с сильными изменениями специализации стволовых клеток костного мозга и с повышением количества лимфоцитов, производящих антитела, в различных органах мышей.
«Результаты показали, что начало и развитие обоих заболеваний связаны со специфическими сходными изменениями профилей дифференцировки стволовых клеток костного мозга, – подчеркивает автор доклада, заведующий лабораторией ферментов репарации Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН Георгий Невинский. – И мы можем быть уверены, что именно отсутствие изменений в дифференцировке стволовых клеток костного мозга отличает здоровых мышей от животных с аутоиммунными заболеваниями. Количество абзимов у здоровых мышей при их иммунизации разными антигенами тоже возрастает из-за более высокого уровня пролиферации лимфоцитов в различных органах, но изменений профиля дифференцировки стволовых клеток костного мозга не происходит, и аутоиммунные заболевания не развиваются».
