ДНК бомбят чужаков

Оставшимся без снарядов защитникам осажденных крепостей зачастую приходилось «заряжать» свои орудия всем, что попадется под руку. Хотя и их фантазия была весьма ограничена: камни из стен времен катапульт и требушетов в эпоху пушек сменились мелким железным ломом.

Арсенал нашей иммунной системы гораздо разнообразней – возможно, благодаря миллионам лет эволюции и таланту природы. Причем он регулярно пополняется не только благодаря вакцинам и сывороткам, но и за счёт открытий неизвестных до сегодняшнего дня механизмов.

Шида Юсефи и её коллеги из Швейцарии и США обнаружили, что некоторые клетки нашей крови способны «метать» в чужеродные бактерии собственную ДНК.

«Катапультами» стали эозинофилы – немногочисленная группа среди белых клеток крови, участвующая в аллергических и аутоиммунных реакциях, а кроме того, в борьбе с паразитами и разнообразными инфекционными агентами – как вирусами, так и бактериями.

В отличие от адресного действия иммуноглобулинов или клеток-киллеров, распознающих свои мишени по антигену, эозинофилы работают не настолько точно – они всего лишь высвобождают разнообразное содержимое своих многочисленных гранул, весьма губительное для бактерий, простейших и даже червей-паразитов. Кроме ферментов, способных осуществлять внеклеточное пищеварение, там содержится и пероксидаза, приводящая к образованию активных форм кислорода, буквально «сжигающих» чужеродные клетки. В довершение ко всему вышеперечисленному эозинофилы способны и к фагоцитозу – поглощению чужеродных частиц, хотя это свойство и выражено у них гораздо слабее, чем у тех же макрофагов или дендритных клеток.

Опубликовавшие свою работу в Nature Medicine иммунологи и физиологи выяснили, почему бактериям не удается «сбежать» от формирующих первый эшелон защиты эозинофилов.

При встрече последние выбрасывают из клеток митохондриальную ДНК, которая сначала объединяется с некоторыми белками с поверхности самих эозинофилов, а потом уже связывает бактериальные клетки. Стимулятором выступает липополисахарид – сложная молекула, входящая в состав клеточной стенки бактерий и уже не в первый раз «подводящая» своих хозяев: именно она связывается с Toll-подобными рецепторами на поверхности лимфоцитов, помогая им усилить и направить иммунные реакции в нужную сторону.

Все эти открытия ученые, как водится, сделали практически случайно: они лишь исследовали под микроскопом стенку кишечника человека, больного болезнью Крона. Как и любое хроническое воспаление, это состояние не обходится без многочисленных эозинофилов, в данном случае густо населяющих слизистую оболочку кишечника. Юсефи обратила внимание на то, что ДНК, обычно содержащаяся в ядре и митохондриях, находилась и вне клеток.

Одно из первых предположений ученых – апоптоз или другие виды клеточной гибели, неизбежно приводящие к «потере» генетического материала, – не подтвердилось. Тогда исследователи решили выяснить, откуда именно берется эта ДНК, в ответ на что происходит её выброс, а главное – зачем все это нужно нашему организму.

Как оказалось, эти двуспиральные цепочки митохондриального происхождения выбрасываются клеткой при контакте с бактериальными липополисахаридами, причем эозинофилы обязательно должны быть предварительно «подготовлены» – в отсутствии интерлейкина-5 или гамма-интерферона клетки полностью теряли свои поразительные способности.

Прочие детали бомбардировки, укладывающейся в одну минуту, пока остались за рамками исследования, зато ученые показали, что

именно благодаря ей происходит массовая гибель добавленных к эозинофилам кишечных палочек: 90% E.coli «растворялись» за 45 минут.

Как ни странно, это открытие можно использовать в абсолютно противоположных целях.

С одной стороны, усиление токсической функции эозинофилов весьма подходит для быстрого уничтожения большого количества микробов. С другой – подавление этой же активации придётся к месту при затянувшейся борьбе с аллергическими и аутоиммунными болезнями и хроническим воспалением вроде той же болезни Крона.

Благо, теперь ученые получили сразу три рычага: липополисахарид, гамма-интерферон и интерлейкин-5. Осталось только научиться их вводить в нужное место и в нужной пропорции, ведь все три действуют не только на «героев» публикации в Nature Medicine.