Биологи создали аналог гранул тучных клеток, стимулирующих иммунитет

23 января 2012 года

Американские и сингапурские биологи собрали из комбинации белков и других биологически активных молекул аналог гранул, которые выделяют тучные клетки в лимфоузлах человека для стимуляции иммунитета во время воспалений и других форм вторжения чужеродных микроорганизмов, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Materials.

За последние годы биологи открыли множество различных веществ, оказывающих стимулирующее действие на работу иммунной системы. Большинство из них действуют только на определенную часть иммунного щита организма и практически все стимуляторы нельзя применять в течение долгого времени из-за угрозы истощения организма. Наиболее ценными считаются так называемые адъюванты - препараты общего действия, способные усиливать действие лекарств и стимулирующие сборку антител при добавлении в вакцины.

Группа ученых под руководством Эшли Сент-Джон (Ashley St.John) из университета Дьюка в городе Дарем (США) разработала новый адъювант, изучив структуру и действие гранул - стимуляторов иммунитета, которые вырабатываются самим организмом внутри так называемых тучных клеток.

Как отмечают ученые, эти клетки вырабатываются в костном мозге и распространяются по всем тканям организма. Наибольшее их количество находится в соединительных тканях кожи, и в слизистых оболочках организма. Данные клетки заполнены множеством гранул, которые они выпускают при угрозе заражения организма. Первооткрыватель этих клеток, немецкий иммунолог Пауль Эрлих (Paul Ehrlich), ошибочно полагал, что эти гранулы служат кормом для соседних клеток, почему и он назвал их "пищевыми", что в русском переложении превратилось в "тучные".

Сент-Джон и ее коллеги проследили за работой этих клеток в живом организме и выяснили, что они играют важную роль в транспортировке и обработке антигенов в лимфатических узлах - одних из ключевых компонентов иммунной системы. Гранулы этих клеток необходимы для "включения" механизмов обработки враждебных частиц и подбора подходящих антител для их нейтрализации.

Биологи извлекли несколько частиц из тучных клеток и "просветили" их при помощи сканирующего электронного микроскопа. Оказалось, что гранулы состоят по большей части из волокон сахаристого вещества гепарина и соединительных белков, между молекулами которых "спрятаны" небольшие мешочки с иммунностимулирующими компонентами. Внутри тучных клеток частицы остаются стабильными, однако во внешней среде эти гранулы начинают постепенно "распускаться", выпуская небольшие дозы активных веществ через некоторые промежутки времени.

Ученые создали приблизительный аналог этих гранул, заменив часть сложных белковых компонентов оболочки другим сахаристым соединением - хитосаном. Это вещество не вызывает реакции у иммунной системы и соединяется с гепарином сетью непрочных связей, стабильно существующих только в кислой среде. Между молекулами гепарина и хитосана ученые спрятали примерно те же компоненты, что существуют в природных гранулах тучных клеток.

Раствор искусственных гранул биологи испытали на популяции обычных лабораторных мышей, которых они заразили смертельной дозой вируса гриппа. Часть мышей получала предварительные инъекции антигенов гриппа и искусственных гранул, а другая - пустые инъекции.

Оказалось, что иммуностимулятор успешно защитил около 60% грызунов, тогда как все грызуны из контрольной группы не смогли выдержать болезни.

"До клинических испытаний осталось совсем немного, так как все индивидуальные иммуностимулирующие компоненты и дополнительные вещества в составе наших гранул давно одобрены Управлением по контролю за качеством пищевых продуктов и лекарственных препаратов (FDA, контролирующий орган Минздрава США)", - заключает один из участников группы Соман Абрахам (Soman Abraham) из университета Дьюка.