Для людей с синдромом Дауна инфекции могут протекать тяжелее, однако механизмы, определяющие особенности их иммунитета, до сих пор полностью не раскрыты. Специалисты из США выявили признаки ранее не описанного метаболического пути, который, возможно, участвует в воспалительных процессах и иммунных расстройствах. Что именно обнаружили исследователи и почему о новом методе лечения говорить преждевременно, рассказывается в материале «Известий».
Причины изучения иммунитета при синдроме ДаунаСиндром Дауна обусловлен присутствием лишней копии 21-й хромосомы. На ней находятся гены, которые регулируют деятельность различных систем организма. Ученые уже давно стремятся выяснить, почему у носителей этого синдрома наблюдаются особенности иммунного ответа и увеличенная вероятность осложнений при ряде инфекций.
Одним из потенциальных участников таких процессов может быть сероводород. В малых дозах клетки сами производят его, и он задействован в передаче сигналов. Однако чрезмерное количество этого соединения способно приводить к сбоям в их функционировании. Имеется в виду сероводород, вырабатываемый внутри организма, а не газ, поступающий из внешней среды.
До сих пор усиленную выработку сероводорода при синдроме Дауна в основном объясняли геном CBS, который находится на 21-й хромосоме. Этот ген кодирует фермент, потенциально вовлеченный в данный процесс.
Результаты анализа кровиГруппа исследователей из Техасского университета A&M проанализировала данные анализов крови 270 человек с синдромом Дауна и 146 человек из контрольной группы. Специалисты сопоставляли экспрессию генов и концентрации белков, в том числе тех, что связаны с функционированием иммунных клеток. Подобная методика дает возможность выявить различия в молекулярных процессах между группами, однако сама по себе не устанавливает причинно-следственную связь с заболеваниями.
Среди наиболее стабильных отличий выделялась повышенная экспрессия гена SOD1 у лиц с синдромом Дауна. Этот ген также расположен на 21-й хромосоме и кодирует фермент супероксиддисмутазу 1. В норме данный фермент помогает клеткам нейтрализовать некоторые активные формы кислорода — соединения, накопление которых способно разрушать клеточные компоненты.
Вместе с тем ученые не зафиксировали столь же выраженного увеличения количества белка CBS в исследованных иммунных клетках. Это побудило их более детально изучить альтернативные пути, с помощью которых клетки способны синтезировать сероводород.
«Другие исследователи сообщали о повышенном уровне CBS при синдроме Дауна, но мы не увидели этого на уровне белка. В иммунных клетках в нашем исследовании повышения CBS также не обнаружилось», — пояснил руководитель работы, невролог Томас Кент в сообщении университета.
Полученные данные не отменяют ранее накопленные сведения о гене CBS: показатели могут отличаться в зависимости от типа изучаемой ткани и использованной методики. Они лишь указывают на необходимость учитывать и другие механизмы для объяснения изменений, наблюдаемых в исследованных клетках.
Возможная роль гена SOD1Исследователи сфокусировались на метаболическом пути, в котором задействован фермент MPST. Этот фермент может участвовать в производстве сероводорода из соединений, образующихся при расщеплении аминокислот. По мнению авторов, повышенная активность SOD1 сопряжена с изменениями, которые приводят к увеличению поступления в клетки цистеина — одного из исходных субстратов для указанных реакций.
Другими словами, специалисты выдвинули гипотетическую последовательность: усиление работы SOD1 ведет к перестройке клеточного метаболизма, что впоследствии может увеличивать выработку сероводорода через путь, включающий MPST. Подобный механизм мог бы пролить свет на ряд особенностей воспалительных и иммунных реакций, характерных для синдрома Дауна.
«Мы полагаем, что альтернативный путь может повышать образование сероводорода в иммунных клетках. Это могло бы помочь объяснить и аутоиммунные проблемы, и раннее старение иммунной системы при синдроме Дауна», — рассказал Кент в сообщении Техасского университета A&M.
Исследование обнаружило комбинацию изменений в экспрессии генов и уровнях белков, которая соответствует предложенной гипотезе. Чтобы определить, действительно ли именно этот путь вызывает избыток сероводорода и насколько он значим для риска инфекций у отдельных пациентов, потребуются дополнительные эксперименты.
Возможно ли на основе открытия разработать терапиюРезультаты работы задают вектор для дальнейших поисков лечения: исследователи намерены выяснить, возможно ли модулировать метаболизм сероводорода и тем самым улучшать функциональность клеток. Вместе с тем данное исследование не включало клинических испытаний препаратов и не доказало, что влияние на SOD1 или MPST может уменьшать частоту инфекционных заболеваний.
Помимо этого, команда Кента занимается изучением наночастиц, которые могут участвовать в преобразовании сероводорода. Как сообщают авторы, предварительные эксперименты с такими частицами на мышах, имеющих генетические признаки синдрома Дауна, показали обнадеживающие итоги в отношении состояния костной ткани. Однако результаты, полученные на костной ткани животных, нельзя напрямую применять для терапии иммунных нарушений у человека, поскольку это разные исследовательские направления.
На данный момент практическая ценность работы заключается в уточнении научной задачи. Если гипотеза о предложенном пути подтвердится в дальнейших опытах, исследователи смогут проверить, способно ли воздействие на него изменить функционирование иммунных клеток и в итоге повлиять на здоровье людей с синдромом Дауна. До появления клинических рекомендаций, основанных на этом открытии, еще очень далеко.