Вирусы могут пробить нашу иммунную защиту и спровоцировать заболевания, однако учёные обнаружили необычную уязвимость у болезнетворных патогенов. Оказывается, клетки нашего организма, "предназначенные" для борьбы с бактериями, могут также принести пользу и в противостоянии вирусам.
Правда, иммунологи в настоящий момент сравнивают такую борьбу с вооружением футбольного вратаря бейсбольной битой, но всё же верят, что это открытие может привести к новым способам лечения инфекционных заболеваний.
Клетки организма реагируют на бактерии (микроорганизмы) и вирусы по-разному. Они активируют различные гены, а также разные смеси химических посредников и защитных молекул. Вот почему Эндрю Гевиртц (Andrew Gewirtz) из университета Джорджии в Атланте и его коллеги шесть лет назад были весьма озадачены результатом одного из экспериментов.
Исследователи изучали последствия инъекций флагеллина – белка, который является частью жгутиков некоторых бактерий (микроорганизмы с помощью таких жгутиков передвигаются). Учёные старались понять, активизирует ли он антибактериальные силы организма (в ответ на, по сути, части патогенов). Как оказалось, активизирует: причём мыши, подвергшиеся воздействию смертельной дозы вредных кишечных бактерий, в итоге выжили после такой инъекции.
Затем команда Гевиртца инфицировала мышей ротавирусом, вызывающим острую диарею у детей раннего возраста. Даже при том условии, что у вируса нет жгутиков, компонентом которых является вводимый белок, инъекции флагеллина защитили подопытных животных от возбудителя болезни.
Теперь же исследователи нашли объяснение тому, почему именно так происходит. Результаты их исследований были опубликованы в издании Science.
Учёные определили, какие именно две молекулы, отвечающие за определение патогенов, позволяют клеткам распознавать введённый флагеллин. Когда клетки обнаруживают флагеллин, они сигнализируют другим клеткам о необходимости выделения интерлейкина-22 (IL-22) и интерлейкина-18 (IL-18) – молекулярных сигналов, помогающих организовать защитную реакцию. Предположительно, этого достаточно, чтобы уничтожить бактериальных захватчиков. Однако было не совсем понятно, как подобный механизм срабатывает против вирусов.
Команда Гевиртца предположила, что всё определяется циклом жизнедеятельности ротавируса, который поражает клетки тонкого кишечника. IL-22 делает клетки кишечника более устойчивыми к вирусным вторжениям, в то время как IL-18 воздействует на сам вирус, заставляя уже заражённые клетки самоуничтожаться. Поэтому, когда эти молекулы активируются, они борются не только с бактериями, но и с ротавирусом.
Для проверки этой гипотезы учёные ввели мышам не флагеллин, а непосредственно IL-22 и IL-18, и они сработали таким же образом.
Учёные также выяснили, что ротавирусы эволюционировали и могут противостоять противовирусным защитным силам организма. Однако они не в состоянии противодействовать флагеллину и комбинации из IL-22 и IL-18.
Открытие само по себе стало достаточно неожиданным, ведь чаще происходит наоборот: вирусные инфекции лёгких, например, делают пациентов более уязвимыми к бактериальным инфекциям.
По мнению экспертов, это может разрешить тайну пероральных ротавирусных вакцин, используемых в последнем десятилетии. Эти вакцины содержат ослабленные формы вируса. Они оказались гораздо более эффективными в развитых странах, нежели в развивающихся, где ротавирус убивает более 400 тысяч детей ежегодно.
Возможно, в организме детей из развивающихся стран было больше жгутиковых бактерий, и в результате их клетки разрушают ротавирусные вакцины прежде, чем организм успевает выработать иммунитет.
Исследователи не ожидают, однако, что открытие серьёзно повлияет на общую смертность от ротавирусной инфекции. Лечение детей с помощью IL-22 и IL-18 в развивающихся странах неосуществимо из-за ограниченных возможностей медицинских учреждений.
Однако в развитых странах это сочетание может принести пользу детям и взрослым, чьи иммунные системы ослаблены после терапии онкологического заболевания или же болезнями вроде СПИДа.
Отмечается, что уже были проведены клинические испытания IL-22 и IL-18 с участием больных раком. Оказалось, что IL-18 вызывает побочные эффекты, среди которых лихорадка, тошнота и затруднение дыхания. Однако сочетание IL-22 с низкими дозами IL-18 переносится хорошо.
Гевиртц полагает, что IL-22 и IL-18 помогут бороться и с другими вирусными инфекциями: сейчас группа учёных выясняет, может ли данное сочетание помочь организмам подопытных грызунов справиться с норовирусом – желудочно-кишечным патогеном, вызывающим так называемый желудочный грипп.
