Защита в тонком кишечнике строит сети для поимки неприятеля

Микробы в паутине волокон HD6 в искусственных условиях. Снимок сделан при помощи сканирующего электронного микроскопа (фото Charles Bevins laboratory).

Микробы в паутине волокон HD6 в искусственных условиях. Снимок сделан при помощи сканирующего электронного микроскопа (фото Charles Bevins laboratory).

Команда исследователей из университета Дэвиса в Калифорнии (UC Davis) обнаружила, что человеческий пептид альфа-дефензин 6 (HD6) является ключевым компонентом врождённой защитной системы организма. Молекулы пептида закрепляются на поверхности микробов и образуют "наносети", которые окружают, запутывают и блокируют работу микроорганизмов, не давая им вторгаться в клетки тела.

В своей статье в журнале Science учёные описали совершенно новый механизм действия дефензинов.

Дефензины представляют собой семейство небольших пептидов, обладающих антибиотической активностью. Они укрепляют оборонную способность лейкоцитов, защищают клетки от вторжения патогенов и регулируют деятельность дружественных микробов. В организме человека функционируют шесть различных альфа-дефензинов. Два из них (HD5 и HD6) производятся в тонком кишечнике в так называемых клетках Панета.

"За последние 25 лет учёные значительно продвинулись в изучении биологической функции дефензинов, однако роль HD6 оставалась загадкой", — говорит руководитель исследования Чарльз Бевинс (Charles L. Bevins).

Микробиологи исследовали биологическую активность дефензина, используя искусственно выращенные эпителиальные клетки кишечника мыши.

Большинство известных дефензинов уничтожают бактерии, внедряясь в их клеточную стенку. Американские учёные обнаружили, что HD6 в отличие от других собратьев не убивает микробов. Тогда исследователи предположили, что пептид имеет строгую специфичность, то есть взаимодействует только с определёнными патогенами, но и эта гипотеза не нашла подтверждения.

Ключом к разгадке стали два экспериментально установленных факта. Во-первых, исследователи отметили, что при добавлении HD6 в суспензию бактерий или грибков в растворе образуется мутный осадок. Во-вторых, оказалось, что хотя HD6 не убивает вредные микроорганизмы, он защищает мышей от смертельной инфекции.

Методом поверхностного плазмонного резонанса учёным удалось в режиме реального времени проследить за прикреплением HD6 к белкам на поверхности микробиальной клетки и образованием сети волокон.

"Теперь мы знаем, что HD6 играет уникальную роль в работе врожденного иммунитета. Мы обнаружили его способность закрепляться на поверхности микробов и самостоятельно создавать обволакивающую сеть вокруг бактерий, в том числе и патогенных микроорганизмов, таких как сальмонелла и иерсиния, а также грибков и простейших паразитов. Всё это делает кишечник важнейшей частью организма, обладающей мощным и широким спектром защиты от потенциальных угроз", — поясняет Бевинс в пресс-релизе университета.

Серия экспериментов также показала, что в пептиде HD6 существуют критические структурные компоненты. Изменение всего одного из них лишает дефензин возможности самостоятельно образовывать волокна и блокировать действие патогенов.

По мнению исследователей, новое открытие поможет побороть воспалительные заболевания кишечника, особенно болезнь Крона (хроническое воспалительное заболевание кишечника).

Дело в том, что производство дефензинов обычно происходит в трубчатых углублениях тонкого кишечника. У людей с болезнью Крона микроорганизмы накапливаются именно в этих углублениях, что и вызывает хроническое воспаление. Учёные уверены, что заболевание развивается при недостатке или дисфункции HD6.

В дальнейшем команда Бевинса планирует продолжить изучение болезни Крона, чтобы понять, каким образом происходит нарушение работы дефензинов.

Возможно, новые данные помогут подстегнуть выработку организмом этих жизненно важных молекул.

Сегодня

Вы можете получать оповещения от vesti.ru в вашем браузере