Как жировые клетки помогают изгонять паразитов
Жировые клетки играют удивительную роль в борьбе с паразитами.
Согласно исследованию, опубликованному 14 октября в журнале Science Immunology, жировая ткань, окружающая кишечный тракт мышей, помогает изгонять гельминтов, заселяющих кишечник, и бороться с будущими инфекциями. Хорхе Кааманьо, иммунолог из Бирмингемского университета, не принимавший участия в работе, говорит, что "это исследование актуализирует идею о том, что при изучении иммунного ответа мы должны сосредоточиться не только на иммунных клетках".
Ученые уже знали, что брыжеечная жировая ткань способствует иммунному ответу на патогены и рак. Но ее роль в борьбе с паразитами не была четко определена, пока соавтор исследования, иммунолог Эдвард Пирс и его коллеги из Медицинского института Джона Хопкинса не изучили, как жировые клетки и иммунные клетки реагируют на паразитарную инфекцию.
Группа Пирса изучала, как животные приобретают иммунитет к таким инфекциям на мышиной модели, когда во время обычного вскрытия ветеринар из их команды заметил, что брыжеечная жировая ткань мышей, зараженных паразитическими гельминтами (Heligmosomoides polygyrus), становится жесткой в процессе инфекции. Гельминтов использовали для моделирования на мышах паразитарных инфекций человека.
Исследователи попытались определить причину жесткости тканей. Изучая, как различные типы клеток в ткани реагируют на инфекцию, они обнаружили ранее не описанную связь между двумя типами клеток, которая, как выяснилось позже, важна для долгосрочного иммунитета к паразитам: Th2-клетками - типом Т-клеток, которые борются с паразитами, и стромальными клетками - клетками, похожими на стволовые клетки, которые находятся в жировой ткани и могут дифференцироваться в клетки, обеспечивающие структурную поддержку тканей.
Сначала исследователи выделили жесткую жировую ткань из зараженных паразитами мышей и нормальную жировую ткань из здоровых мышей. Затем они разделили ткань на составляющие ее клетки. Для изучения того, как инфекция реструктурирует иммунные клетки и структурные клетки в ткани, ученые использовали сочетание секвенирования РНК единичных клеток, проточной цитометрии, клеточных культур и гистологии. Первым наблюдением было то, что помимо присутствия в кишечнике, Th2-клетки проникали в жировую ткань животных во время инфекции, что, по словам Пирса, показалось исследователям удивительным, "потому что эта инфекция фактически никогда не проникает в жировую ткань. Она остается в кишечнике".
Затем исследователи обнаружили, что эти проникающие в жир иммунные клетки отличаются от типичных Th2-клеток, поскольку они выделяют мощный цитокин TGFβ, а также амфирегулин, молекулу, стимулирующую заживление ран. Они также активировались по-другому. Вместо того чтобы активироваться Т-клеточным рецептором - белковым комплексом, который обычно запускает активность Т-клеток во время инфекции, Th2-клетки, выявленные в ходе исследования, активировались цитокинами. "Они вели себя подобно клеткам, которые являются частью врожденной иммунной системы, а не адаптивной", - рассказывает Пирс.
Далее исследователи культивировали стромальные клетки и обнаружили, что они становятся высоко метаболически активными в ответ на амфирегулин и TGFβ, вырабатываемые клетками Th2. Стромальные клетки также начали вырабатывать цитокины, которые еще больше активизировали клетки Th2, борющиеся с гельминтозом. Исследователи также блокировали рецептор амфирегулина EGRF в стромальных клетках и заметили, что тяжесть инфекции увеличилась, что подчеркивает важность активации стромальных клеток в борьбе с инфекцией. При ближайшем рассмотрении тканей животных авторы обнаружили, что Th2-клетки и стромальные клетки встречаются в специальных пространствах в тканях, называемых интерстициальными пространствами, которые расширяются во время инфекции. Там Th2-клетки побуждали стромальные клетки выделять коллаген и внеклеточный матрикс, что приводило к наблюдаемой жесткости тканей.
Ученые также обнаружили, что некоторые из этих изменений носят долговременный характер. Хотя вскоре после заражения ткани вернулись к нормальной жесткости, у мышей сохранялся повышенный уровень Th2-клеток в течение года после того, как их первоначальная инфекция была устранена с помощью лекарственных препаратов (мыши были заражены паразитом в течение 11-14 дней). Клетки Th2 и стромальные клетки также мобилизовались быстрее в ответ на последующие инфекции.
Хотя Пирс и его коллеги не совсем понимают, почему клетки Th2 в первую очередь вторгаются в жировую ткань, они намерены выяснить это. Результаты исследования могут помочь ученым в борьбе с заболеваниями - и не только с паразитарными инфекциями, говорит Пирс. Быстрое размягчение, наблюдаемое после паразитарной инфекции, контрастирует с другими заболеваниями, при которых ткани со временем становятся более жесткими, например, фиброзом.
"Здесь действуют мощные механизмы восстановления. И если мы сможем лучше понять их, возможно, их можно будет использовать для лечения того типа фиброза, который заходит слишком далеко".
