Щоб імунітет не почав марне запалення, вмираючі клітини відправляють імунній системі повідомлення про те, що вони вмирають за правилами.
Наші клітини вмирають постійно, і це цілком природно: вони старіють, вони зношуються, зрештою, вони часто стають просто непотрібними: наприклад, під час ембріонального розвитку безліч клітин, виконавши свою роботу, повинні поступитися місцем іншим. При цьому клітини помирають не раптом, а за певною програмою, яка називається апоптоз і яку вони самі в собі включають.
При апоптозі припиняється синтез вшанує всіх білків, крім особливої групи ферментів, званих каспазами. Вони розщеплюють клітинні білки, одночасно в клітці розповзаються на частини органели, в тому числі і ядро з фрагментованою ДНК, і все закінчується тим, що клітина розпадається на невеликі шматочки, оточені мембранами. Ці шматочки поглинають і перетравлюють імунні клітини-макрофаги.
Особливість такого клітинного самогубства в тому, що помираюча клітина не дратує імунітет. Якби все сталося інакше, клітина просто розірвалася б, наприклад, від механічної напруги, то імунітет запустив би сильне запалення. При незапланованій смерті з клітини виходить безліч молекул, які в нормі повинні бути тільки у неї всередині і ніде більше - наприклад, та ж ДНК. Якщо імунітет відчуває клітинну ДНК і ряд клітинних молекул поза клітиною, він розуміє, що щось дуже сильно не в порядку. (Втім, варто уточнити, що і серед програм клітинного суїциду є одна під назвою некроптоз, яка так руйнує клітку, щоб простимулювати імунну систему.)
При апоптозі ж все зовсім не так - вмираючі клітини пригнічують запалення і стимулюють ранозаглядаючі процеси. Очевидно, апоптотичні клітини якось сигналять поїдаючим їх макрофагам, що все нормально і кликати додаткові імунні збройні сили не потрібно. Саме ці протизапальні сигнали від вмираючих клітин спробували розшифрувати дослідники з Віргінського університету. У статті в Nature вони пишуть, що клітини в апоптозі дійсно виділяють певні речовини, причому речовини ці виявляються одні і ті ж незалежно від типу вмираючої клітини.
Молекулярні сигнали від апоптотичних клітин впливають на активність генів у макрофагах. Автори роботи пишуть про шість сигнальних молекул, які, щоб потрібним чином подіяти на імунні клітини, повинні діяти всі разом, тобто відразу всі шість. І якщо взяти, наприклад, три молекули-сигналу, то активність генів у макрофагів зміниться, але не дуже сильно.
Дослідники у своїй статті докладно говорять тільки про три сигнальні молекули - спермідин, гуанозинмонофосфат (ГМФ) та інозинмонофосфат (ІМФ). Спермідин належить до класу поліамінів і утворюється в біохімічних реакціях, пов'язаних з перетвореннями амінокислот. Клітини, що вмирають апоптозом, підсилюють у собі синтез спермідину, який виходить назовні через спеціальний канал у мембрані, утворений білком панексіном 1. Канал відкривається ферментами каспазами - тими самими, які організовують у клітці апоптоз. Тобто вмираюча клітина одночасно синтезує потрібний сигнал і створює для нього канал назовні. (Паннексин 1 виводить з клітини не тільки спермідин, але й інші апоптотичні сигнальні молекули.) При цьому клітини не випускають з себе сечовину, яка утворюється в тих же реакціях, що і спермідин - сечовина якраз стимулює запалення, тому при апоптозі вона ніяк не повинна виявитися зовні.
Спермідин, ГМФ і ІМФ пов'язані з безліччю молекулярних процесів. ГМФ і ІМФ діють на рецептори, які посилають сигнали цілій низці генів, в тому числі і тих, які пов'язані з імунітетом. Відомо також, що інозин, який можна отримати з ІМФ, дуже ефективно пригнічує запалення. Вводячи спермідин, ГМФ та ІМФ мишам з артритом, дослідникам вдавалося послабити симптоми хвороби, які знову ж виникають через сильне запалення; і точно так само за допомогою тих же трьох молекул вдавалося послабити імунне відторгнення у мишей з пересадженим легким.
Як все це працює у людини, ще належить з'ясувати; все-таки людські рецептори частково відрізняються від мишачих, і, наприклад, на інозин реагують у багато разів слабше. Але, можливо, той спосіб, за допомогою якого вмираючі клітини заспокоюють імунітет, можна буде в перспективі використовувати в повсякденній медицині - в тих випадках, коли потрібно запобігти занадто сильній імунній реакції.
За матеріалами Nature.