В ходе недавнего инновационного исследования было обнаружено, что ген, наиболее известный как фактор, повышающий риск развития болезни Паркинсона, может также давать организму преимущество в борьбе с опасными инфекциями.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что хорошо изученная мутация в гене LRRK2 — мутированная форма которого является одной из наиболее распространённых генетических причин болезни Паркинсона — на самом деле усиливает способность ключевых иммунных клеток уничтожать опасные бактерии. Эта работа, опубликованная в журнале Cellular & Molecular Immunology, может открыть новые возможности для разработки в будущем методов лечения, обеспечивающих тонкий баланс: усиление защиты от инфекций при одновременном сведении к минимуму вредных последствий хронического воспаления.
Ведущий исследователь Субаш Сад из Университета Оттавы (Канада) отмечает, что хотя более сильный иммунный ответ может улучшить защиту от инфекции, он также может повысить риск повреждения тканей, если его не контролировать. «Мутации в гене LRRK2 часто встречаются при хронических воспалительных заболеваниях, но их роль в этих заболеваниях пока неясна», — говорит Сад. «Мы показали, что LRRK2 в большом количестве экспрессируется в иммунных клетках костного мозга, где образуется большая часть иммунных клеток».
Исследователи изучили влияние этой мутации на нейтрофилы, клетки которые поглощают проникшие микробы и уничтожают их с помощью нескольких видов антимикробного оружия, в том числе активных форм кислорода (АФК). Ученые обнаружили, что нейтрофилы с данной мутацией производят значительно больше АФК, что делает их более эффективными в уничтожении внутриклеточных бактерий. Команда установила, что эта повышенная антибактериальная активность обусловлена молекулярной системой, ответственной за образование АФК.
Полученные результаты также дают новое понимание бесконечной эволюционной борьбы между патогенами и иммунной системой. Так, при изучении Salmonella typhimurium, исследователи обнаружили, что этот патоген продуцирует белок, который эффективно снижает выработку АФК и помогает бактериям выживать внутри иммунных клеток. Это открытие иллюстрирует «гонку вооружений» между патогенами и их хозяевами: бактерии развивают способы уклонения от уничтожения, в то время как иммунная система вырабатывает всё более эффективные механизмы защиты.
Сад отмечает, что генетическая мутация, на которой они сосредоточились, по-видимому, помогает организму более эффективно бороться с некоторыми бактериальными инфекциями. Это позволяет предположить, что мутация могла обеспечить эволюционное преимущество, усилив способность организма противостоять инфекциям. «Поэтому вполне возможно, что эти мутации будут сохраняться до тех пор, пока мы продолжаем сталкиваться с угрозой инфекций», — говорит он. В тоже время, он подчеркивает, что хотя повышенное количество АФК помогает уничтожать опасные бактерии во время острых инфекций, чрезмерная или длительная выработка может повреждать здоровые ткани и способствовать хроническому воспалению. «Баланс — это ключевое слово для иммунной системы», — говорит Сад. «Слишком сильная или слишком слабая реакция может иметь катастрофические последствия». Этот баланс может оказаться важным для лучшего понимания заболеваний, уже связанных с LRRK2, включая болезнь Паркинсона и хронические воспалительные заболевания, такие как болезнь Крона и проказа.
Полученные результаты указывают на потенциальные новые терапевтические стратегии. Вместо того чтобы просто усиливать или подавлять иммунную активность, будущие методы лечения могут быть направлены на её точную регулировку — сохранение способности организма уничтожать бактерии при одновременном предотвращении чрезмерного воспаления. Значимость исследования была отмечена в ходе рецензирования. Как отметил один из рецензентов: «Помимо новых сведений о вкладе LRRK2 в патогенез иммунных заболеваний, эта работа также дает представление о механизмах развития болезни Паркинсона, обусловленных мутацией G2019S, что делает эту статью значимой для широкого круга читателей». Говоря о перспективах, Сад отмечает, что исследовательская группа планирует изучить, как различные мутации LRRK2 влияют на иммунитет и прогрессирование заболевания, а также выяснить, способствуют ли инфекции долгосрочным изменениям в областях мозга, пораженных болезнью Паркинсона.
