ЛЕНТА

Для перехода в активное состояние макрофагам потребовался кворум

Остров сокровищ / Киевнаучфильм, 1988

Проследив за отдельными макрофагами исследователи выяснили, что перед активацией они учитывают количество макрофагов вокруг: если их набирается достаточное количество, то разворачивается полноценный иммунный ответ, а если кворум не набирается, то большинство макрофагов ведут себя тихо. Учет голосов проводится при помощи молекул TNF, сообщает статья в Nature Communications.

Чувство кворума это феномен, когда при достижении определенной плотности клетки переходят в другое качественное состояние. Особенно хорошо он изучен у бактерий: некоторые из них в условиях перенаселенности переходят от жизни по одиночке к формированию биопленок и становятся опасными для своего хозяина. Чтобы пересчитать друг друга, бактерии секретируют в небольшом количестве сигнальные молекулы, и превышение их пороговой концентрации в среде приводит к изменению активности генов и переключению поведения.

Джозеф Малдон (Joseph Muldoon) и его коллеги из Северо-Западного института в США обнаружили аналог чувства кворума у макрофагов. Эти иммунные клетки чистят наш организм от старых, сломанных клеток, могут нападать на бактерии и переваривать их. Чтобы их учуять, на мембранах макрофагов расположены рецепторы, чувствительные к липополисахариду, компоненту клеточной стенки бактерий. Узнав его, они переходят в активное состояние и готовы нападать. Исследователи выяснили, что перед тем как напасть, макрофаги «проводят перекличку», и начинают активные действия в том случае, если их количество выше порогового значения.

Между чувством кворума у бактерий и макрофагов есть существенная разница. В первом случае при достижении порогового значения все бактерии переходят в другой режим, тогда как у макрофагов меняется пропорция активных и пассивных клеток. Часть из них по-прежнему продолжает вяло реагировать на присутствие липополисахарида, но большинство из «ленивого лагеря» все-таки переходит в активную форму.

Ключевым сигналом для перехода макрофага в активное состояние служит накопление TNF. Исследователи обнаружили, что отдельные макрофаги внутри культуры клеток по-разному отвечают на бактериальный раздражитель и по-разному накапливает TNF, причем эту гетерогенность невозможно объяснить генетическими различиями или нахождением на разных стадиях жизненного цикла.

Авторы статьи предположили, что переходы макрофагов из «ленивого» состояния в активное может быть обусловлен плотностью их колонии. Проведя замеры накопления TNF у макрофагов в условиях сильной и малой населенности, они показали, что при в условиях плотного заселения гораздо больше макрофагов активно накапливает TNF и готово к нападению на бактерии. При этом во всех случаях в популяции оставались как «ленивые» макрофаги, слабо реагирующие на присутствие бактериального раздражителя, так и легковозбудимые.

При добавлении липополисахарида (LPS) к культурам макрофагов количество активных накопителей TNF определяется плотностью культуры: при плотном заселении (красный) это значение выше, чем при разбавлении (синий)

Muldoon et al. / Nature Communications 2020

Поделиться

Для проверки своей гипотезы авторы смоделировали два варианта накопления клетками TNF: в первом все клетки линейно увеличивали свою активность пропорционально количеству липополисахарида, а во втором учитывали сигналы от других клеток. Для этого есть молекулярный механизм: на поверхности клетки расположены рецепторы к TNF, благодаря им она чувствует его присутствие снаружи и увеличивает в ответ на него синтез TNF внутри клетки. Прикинув исходы обеих моделей, они сравнили их с реальностью и оказалось, что модель, где учитывается положительное подкрепление от других макрофагов лучше объясняет экспериментальные данные.

Авторы статьи предполагают, что привязка активности макрофагов к их численности улучшает регуляцию и позволяет с одной стороны, усилить ответ на появление врагов, а с другой стороны избежать ложной активации иммунного ответа.

TNF это одна из ключевых сигнальных молекул иммунной системы, и ее перепроизводство (или наоборот, недостаток) может иметь фатальные последствия. Так, при лечении рака Т-клетками одна из основных проблем это слишком сильный иммунный ответ организма, и блокировка TNF позволяет избежать этой проблемы.

Вера Мухина

источник

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Do NOT follow this link or you will be banned from the site!
Установите приложение MEGANEWS на Google Play
УСТАНОВИТЬ
Закрыть
Закрыть

Обнаружен Adblock

Поддержите нас, пожалуйста, отключив блокировку рекламы.