Mažos molekulės sukelia išlavintą imunitetą, atverdamos naują požiūrį į kovą su ligomis

Mažos molekulės sukelia išlavintą imunitetą, atverdamos naują požiūrį į kovą su ligomis

Gyvensena mityba, dietos, judėjimas

Vakcinos suteikia priekinę apsaugą nuo pavojingų virusų, lavina prisitaikančias imunines ląsteles atpažinti specifinius patogenus ir su jais kovoti.

Tačiau įgimtos imuninės ląstelės – pirmosios reaguojančios į bet kokį kūno įsibrovėlį – tokios specifinės ilgalaikės atminties neturi. Vis dėlto mokslininkai išsiaiškino, kad jie gali perprogramuoti šias ląsteles, kad galėtų dar geriau atlikti savo darbą, galbūt kovoti su sezoninėmis nelaimėmis, tokiomis kaip peršalimas ar net naujos virusinės ligos, nuo kurių vakcinos dar nesukurtos.

Čikagos universiteto Pritzkerio molekulinės inžinerijos mokyklos (PME) komanda rado keletą mažų molekulių kandidatų, kurie sukelia šį išlavintą imunitetą be galimo kitų metodų šalutinio poveikio.

Taip pat jie išsiaiškino, kad keli iš geriausių kandidatų buvo steroidai – vaistų klasė, kuri, kaip žinoma, slopina imuninę sistemą, o ne ją stiprina.

„Tai atvėrė visiškai naują tyrimų kryptį mūsų laboratorijoje“, – sakė profesorius Aaronas Esser-Kahn, kuris vadovavo tyrimui kartu su absolventu Riley Knight. „Daugelis mūsų rastų molekulių jau yra patvirtintos FDA kitiems gydymo būdams, todėl tai yra perspektyvi terapinė kryptis.”

Tyrimas buvo paskelbtas žurnale Nacionalinės mokslų akademijos darbai.

Idėja apie treniruotą imunitetą sklando nuo tada, kai mokslininkai nustatė, kad kūdikiai, paskiepyti BCG vakcina – gyva, susilpninta vakcina nuo tuberkuliozės – apskritai miršta daug mažiau. Galiausiai mokslininkai išsiaiškino, kad vakcina siūlo nespecifinę apsaugą nuo kitų infekcijų ir netgi gali užkirsti kelią vėžiui ar jį gydyti.

Išlavintas imunitetas – epigenetinis ir metabolinis imuninių ląstelių perjungimas – gimė, tačiau tai nebuvo be problemų. Mokslininkai taip pat nustatė, kad išlavintas imunitetas, jei jis nekontroliuojamas, taip pat gali sukelti uždegimines ligas, tokias kaip aterosklerozė.

Netikėtas mažų molekulių kandidatų rinkinys

Esser-Kahn laboratorijoje Knight nusprendė išsiaiškinti, ar kokios nors mažos molekulės – vaistai, kurie gali lengvai patekti į ląsteles – taip pat gali sukelti išlavintą imunitetą. Šis metodas leistų mokslininkams būti tikslingesniems ir konkretesniems mokymuose, išvengiant pradinio imuniteto aktyvavimo poreikio.

Dirbdamas su UChicago Cellular Screening Center, Knight patikrino 2000 mažų molekulių gyvose ląstelėse ir išbandė imuninių ląstelių gaminamų citokinų lygį. Citokinai yra maži baltymai, kurie, kai išsiskiria, signalizuoja organizmo imuninei sistemai pradėti dirbti.

Tai, ką komanda nustatė, juos nustebino: 13 iš 24 didžiausių mažų molekulių junginių, gaminančių daugiausiai citokinų, buvo gliukokortikoidai, steroidų klasė. Šiai grupei priklauso, pavyzdžiui, hidrokortizonas ir prednizolonas.

Tačiau žinoma, kad šie steroidai slopina tam tikras imuninės sistemos dalis, pavyzdžiui, uždegimą.

„Iš pradžių pati tuo netikėjau“, – sakė Knight. Tačiau kai komanda išbandė septynis geriausius kandidatus, įskaitant du steroidus, pelės modelyje, jie rado tuos pačius rezultatus. Gavus mažas molekules, pelių modeliams buvo suleista injekcija uždegimui sukelti. Mažos molekulės steroidai sukėlė nuo keturių iki šešių kartų daugiau citokinų nei įprastai, kartu nesukeldami tolesnio uždegiminio atsako.

„Buvo tikrai įspūdinga sulaukti tokio sustiprinto atsakymo“, – sakė Knight. Komanda taip pat nustatė, kad šis imuniteto lavinimas priklauso nuo glikolizės, proceso, kurio metu ląstelė skaido gliukozę, kad gamintų energiją.

Nauja tyrimų kryptis

Išvados atvėrė keletą naujų tyrimų krypčių laboratorijoje. Komandos nariai dabar atlieka tyrimus, kaip šie junginiai galėtų pagerinti atsaką į vakcinas ir užkirsti kelią vėžio metastazėms. Kiti stengiasi suprasti, kaip šie steroidai veikia su imunine sistema ir kaip tokie steroidai nanodalelėmis gali būti tiekiami tiesiai į tikslines kūno vietas.

„Dabar mes daugiau nei dvigubai padidinome žinomų junginių, kurie, kaip pranešama, sukelia išlavintą imunitetą, skaičių“, – sakė Esser-Kahn. „Tai potencialiai naujos priemonės mūsų požiūriui į ligų gydymą.”

Kiti autoriai yra Ellen Ketter, Trevor Ung, Adam Weissas, Jainu Ajit, Qing Chen, Jingjing Shen, Ka Man Ip, Chun-yi Chiang ir Luis Barreiro.