Опутать винты

Lypd8

В статье Иммуноглобулин А я рассказывал о том, как работает мукозальный иммунитет на слизистых ЖКТ – главного средоточения микроорганизмов в человеческом теле. Я уже говорил как-то, но напомню, что просвет нашего пищеварительного тракта (ротовая полость, пищевод, желудок и кишечник), в биологическом отношении – это не организм, а внешняя среда, улица, так сказать.

Попасть из просвета ЖКТ (с его слизистых) внутрь тканей микроорганизмы не могут (у здорового человека), ну или им это очень непросто сделать. Барьером на их пути становится слой слизи, секретируемой специальными клетками, плотная стена эпителиальных клеток, секреторные формы иммуноглобулина А, разнообразные антимикробные молекулы и взаимная конкуренция между бактериями.

Часть микроорганизмов в процессе эволюции отказались от попыток прорваться сквозь эпителиальный барьер и привыкли жить с уважением к нашим требованиям (это включает требование не приближаться слишком близко к эпителиальным клеткам). Тех из них, кто помимо этого, выполняет симбиотические функции (участвует в пищеварении, например), мы называем «полезными бактериями».

Другие же бактерии пока не оставили своих намерений прорваться «на ту сторону» и предпринимают такие попытки при каждом удобном для них случае.  Таких мы называем условно-патогенными или патогенными. Этот пост про один из древних механизмов защиты от таких вот упорных микроорганизмов, обладающих средством для активного передвижения в слизи – флагеллами.

Флагеллы – это жгутики, которые могут выполнять роль «гибких корабельных винтов», обеспечивающих микробов способностью активно двигаться со скоростью несколько сотен микрометров в секунду и разворачиваться на месте.


Подробнее о том, как работают флагеллы читай в статье Секреты вертихвостки


В этом году в Nature вышла статья японских исследователей, обнаруживших молекулу системы врожденного иммунитета человека, которая, подобно морским водорослям, может цепляться за флагеллы, как за винты, спутывать их и блокировать движение бактерии.

Эта молекула называется Lypd8.

Наша иммунная система умеет распознавать антигены флагелл при помощи рецепторов врожденного иммунитета Toll-Like Receptor 5 (TLR5), расположенного на поверхности эпителиальных клеток и фагоцитов, а также внутриклеточного NOD-Like receptor 4.

Почувствовав флагеллин TLR5 активирует продукцию противомикробных молекул и хемокинов, «приглашающих» нейтрофилов зайти в ткань для фагоцитоза.

TLR флагеллин

NOD-like receptor 4, после контакта с антигенами флагелл, активирует сборку особого комплекса, инфламмасомы, которая запускает гибель инфицированной клетки, сопровождающейся мощным выбросом различных стимуляторов иммунного ответа.

NOD-like receptor 4 флагеллы

Адаптивный иммунитет тоже участвует в контроле бактерий, снабженных флагеллами. IgA, специфичные против антигенов флагелл, подавляют движение таким микроорганизмов в слизи ЖКТ и облегчают их фагоцитоз. У нокаутных мышей, у которых выключен любой из этих механизмов защиты, значительно повышается склонность к развитию воспаления в стенке кишки.

Когда эти механизмы работают большинство бактерий остается в верхнем слое слизи слизистой оболочки. Этот верхний слой – рыхлый,  а под ним расположен более плотный, где бактерий быть уже не должно.

Lydp8 секретируется эпителиальными клетками толстой кишки и располагается на границе двух зон слизи – рыхлой и плотной. Этот белок прикрепляется к флагеллам и сковывает их вращательное движение, обездвиживая бактерии. Если выключить ген, кодирующий Lydp8, то бактерии (например, proteus, eschirichia, helicobacter) начинают прорываться в нижний, более плотный и более близкий к эпителиальным клеткам, слой слизи.

иммунитет против флагелл

Картинка из статьи Elizabeth G. Phimister в NEJM, 2016

Прорыв бактерий «вниз» может быть одним из элементов патогенеза воспалительных заболеваний кишечника, так как в эксперименте у таких животных легче получается смоделировать химический колит, по сравнению с животным с нормально-функционирующим геном Lypd8.

Особенность этого защитного механизма заключается в том, что он пока обнаружен только в толстой кишке, и молекула Lypd8 продуцируется там постоянно, а не в только в ответ на контакт с бактерией, то есть механизм работает «на упреждение». Это создает предпосылки к тому, чтобы попытаться найти лекарство или способ, которые усилят синтез Lypd8 у пациентов с колитами и, таким образом, возможно снизят воспаление в стенке кишки.

Вопросы и замечания оставляйте в комментариях.

Добавить комментарий

Такой e-mail уже зарегистрирован. Воспользуйтесь формой входа или введите другой.

Вы ввели некорректные логин или пароль

Извините, для комментирования необходимо войти.