Тромбоцити «зачиняють двері» за лімфоцитами, коли ті йдуть з кровоносної судини в лімфовузол на перевірку.
Першою і найважливішою функцією тромбоцитів (один з трьох типів клітин крові) є зупинка кровотечі. При порізі або іншому пошкодженні судини, тромбоцити, зіткнувшись з місцем пошкодження, активуються і починають прилипати до з'явився отвору (адгезувати) і один до одного (агрегувати). Тим самим в місці пошкодження утворюється тромбоцитарна пробка, яка, на додачу, ще й «цементується» спеціальним гелем з білка фібрина. Вуаля, поріз зароблений, кров не витікає.
Однак існує й інший тип кровотечі. Будь-який чужорідний антиген, що потрапив у тканини, омиваються лімфою, зрештою, може бути виявлений у лімфовузлах. Саме туди і направляються лімфоцити, щоб дізнатися про присутній патогенний мікроорганізм або про посилене зростання якихось клітин і зрозуміти якого роду антитіла їм потрібно виробляти. Таким чином, лімфоцити переходять з кровотоку в лімфовузли. Роблять це вони в спеціально відведених місцях - посткапілярних венулах з високим ендотелієм, просочуючись між клітинами ендотелію. Венули з високим ендотелієм керують циркуляцією лімфоцитів. Порушення в цій системі можуть призвести до того, що, в разі запалення (коли відбувається посилений трафік лімфоцитів), клітини ендотелію не в змозі сумнівнутися, і крім лімфоцитів в «шлюзи» витікають еритроцити та інші компоненти крові, тобто відбувається кровотеча.
Команда вчених з Медичного дослідницького фонду Оклахоми (Oklahoma Medical Research Foundation) чотири роки займалася вивченням проблеми виходу лімфоцитів з кровотоку. Питання полягало в наступному: чому вихід лімфоцитів, досить великих клітин крові, з кровотоку не веде до кровотечі? За результатами проведеної роботи була опублікована стаття в журналі Nature.
Для з'ясування цього питання проводилися експерименти на нокаутних мишах. Нокаут (gene knockout) - вимкнення експресії (зчитування) того чи іншого гена. Нокаут допомагає з'ясувати, як відсутність будь-якого білка відбивається на організмі.
Як і всюди в біохімії, в позначеній проблемі діє не одна речовина, а цілий ланцюжок біохімічних реакцій, що працюють за принципом послідовної сигналізації. Було відомо, що білок кадгерін (англ. cadherin: calcium-dependent adhesion - кальцій-залежна адгезія) відіграє важливу роль у біології ендотелію, контролюючи і організовуючи міжклітинні сполуки, і що він синтезується клітинами горезвісного високого ендотелію. Однак не було відомо, що є сигналом до його синтезу.
Першою метою для нокауту був білок трансмембранний підопланин. Його функції досі не були ясні, відомо лише, що він зустрічається в багатьох тканинах і що він взаємодіє з рецептором на тромбоциті. Зокрема, він експресується фібро-ретикулярними клітинами, що оточують високий ендотелій.
Виключення цього білка з організму призвело до того, що у миші почалися внутрішні кровотечі. Приглушення трафіку лімфоцитів ці кровотечі припинило. Стало ясно, що цей білок відіграє роль у регуляції міграції лімфоцитів.
Наступною метою для нокауту був рецептор для підопланина на тромбоциті (CLEC-2). Аналогічним чином, відсутність цього рецептора призвела до кровотечі. Коли в кровотік ззовні додали тромбоцити дикого типу (wild type - незмінені, що зустрічаються в нормальному організмі), кровотечі знову припинилися.
Зв'язування тих чи інших речовин з рецепторами тромбоцитів веде до відповідної реакції, однією з можливих реакцій є секреція якихось речовин. Так і виходить цього разу: захоплення білка підопланина тромбоцитарним рецептором призводить до відповідної секреції речовини S1P (Sphingosine-1-phosphate), що є сигнальною молекулою для клітин високого ендотелію.
Як показали подальші експерименти з нокаутними мишами, саме він служить сигналом до синтезу білка кадгерина, що регулює міжклітинні зв'язки.
Таким чином, схему, за якою відбувається активація речовини, що регулює адгезію клітин високого ендотелію можна уявити в такому вигляді:
Ретикулярні клітини: підопланин = > тромбоцити рецептором CLEC-2 захоплюють підопланин = > тромбоцити: Секреція S1P = > венули з високим ендотелієм: експресія кадхерина = > високий ендотелій адгезує
Важливо відзначити, що та функція, яку тромбоцити виконують у випадку з міграцією лімфоцитів, здійснюється по іншому біохімічному шляху, ніж коли тромбоцити закладають механічне пошкодження судини. На відміну від інших судин, венули з високим ендотелієм оточені не колаген-матриксом (колаген - сильний активатор згортання крові), а «рукавом» з фібро-ретикулярних клітин, який ізолює колагенові волокна. Таким чином, в даному випадку система згортання крові не активується.
На даний момент не ясно, чи мігрують тромбоцити разом з лімфоцитами або рухаються позаду них. Але точно ясно, що взаємодія тромбоцитів, фібро-ретикулярних клітин, секретуючих підопланин, і високим ендотелієм необхідно для запобігання кровотечі в момент імунних відповідей у лімфовузлах, коли трафік лімфоцитів особливо великий. Вже є дані про зв'язок між CLEC-2 сигнальним шляхом і геморагією в шкірі і легких. Можна очікувати, що скоро з'являться такі дані і для випадків запалення в інших тканинах.
Як зазначає один з учасників наукової групи Ліцзюнь Ся (Lijun Xia), в результаті роботи можуть з'явитися нові методи терапії геморагій і захворювань, пов'язаних з сепсисом. Намічені і завдання на найближче майбутнє. По-перше, уточнити, яким чином тромбоцити виходять за межі судини, щоб почати процес адгезії. По-друге, необхідно зрозуміти який механізм виходу з кровотоку інших імунних клітин, нейтрофілів, чи не є він аналогічним вже знайденому механізму.
Пояснення до рис.2 (http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature12501.html):
Модель, що показує механізм трафіку лімфоцитів (ліворуч - нормальна робота; праворуч - з порушенням).
HEV (high endothelial venule) - венула з високим ендотелієм
FRC (fibroblastic reticular cells) - фібро-ретикулярні клітини
LV (lymphatic vessel) - лімфатична посудина
Підопланин PDPN
RBC (red blood cells) - еритроцити
VE-cad - кадхерин
S1P - сфінгозін-1-фосфат