1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Содержание

Обнаружена тайная природа врожденного иммунитета

Вирусы оказались причиной врожденного иммунитета человека

Изображение культуры клеток HeLa, которые использовались в исследованиях.

Генетики из университета Юты обнаружили, что многие из участков ДНК, которые регулируют активность генов, участвующих во врожденном иммунитете, являются эндогенными ретровирусами. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Ученые использовали несколько линий клеток человека, в том числе клеток HeLa, полученных в 1951 году из раковой опухоли Генриетты Лакс. Клетки обрабатывали гамма-интерфероном, который активирует регуляторные белки. Те, в свою очередь, связываются с определенным участком ДНК — энхансером — и увеличивают активность генов, участвующих в иммунной реакции.

Энхансер может находиться внутри транспозона — участка ДНК, который способен к передвижению и размножению в пределах генома. При этом некоторые транспозоны относятся к эндогенными ретровирусам. С помощью метода ChIP-секвенирования, который позволяет определить место связывания белка с ДНК, ученые смогли понять, какие транспозоны связываются с белками, активированными интерфероном.

Генетики определили 27 семейств транспозонов, которые могут нести в своей последовательности сайты посадки для регуляторных белков. При этом 20 из них происходили от эндогенных ретровирусов. Например, семейство MER41 — вирусы, которые относятся к роду гаммаретровирусов, появились в геноме предков человека 45-60 миллионов лет назад и стали причиной появления более семи тысяч транспозонов. MER41 включает в себя несколько подсемейств и является источником около тысячи участков связывания таких регуляторных белков, как STAT1 и IRF1.

Еще один эндогенный ретровирус — MER41.AIM2 — располагается рядом с геном AIM2, который кодирует белок, распознающий чужеродную ДНК и активирующий воспалительную реакцию. Ученые также обнаружили в нем сайт посадки STAT1. С помощью системы CRISPR-Cas9, которая позволяет редактировать ДНК, генетики удалили MER41.AIM2, в результате чего ген AIM2 перестал быть активным.

Геномный анализ позволил определить, что гаммаретровирусы встречаются также у лемурообразных, летучих мышей, хищников и парнокопытных. Это свидетельствует о том, что на эволюцию врожденного иммунитета могли независимо повлиять различные эндоретровирусы. Чтобы проверить эту догадку, ученые изучили последовательность эндоретровируса RLTR30B. Этот генный элемент встречается только у мышей, у которых в геноме отсутствует семейство MER41. В RLTR30B также обнаружились сайты посадки STAT1.

Эндогенные ретровирусы также могли привести к появлению плаценты. Как показали исследования, Ген Peg10, который необходим для нормального развития плаценты, похож по своей структуре на ретротранспозон Sushi-ichi.

Читать еще:  Овощи и фрукты поднимают настроение

Иммунитет: мифы и правда

Большинство людей заблуждаются в подлинном назначении иммунной системы. Многие считают, что качество иммунитета зависит от количества заболеваний, а при его отсутствии встает вопрос о СПИДе. Врачи поделились мифами и правдой об иммунитете человека.

Миф № 1. Если иммунитет сильный, то болеть вы не будете, а если слабый — заболеете

Если иммунитет сильный, то человек будет болеть меньше — это первое заблуждение людей об иммунной системе человека. Дело в том, что слабого иммунитета не существует в природе. Врачи используют термин иммунодефицит — нарушение иммунной системы.

Скорость лечения от заболеваний не говорит о силе иммунной системы. Иммунитет имеет так называемую иммунологическую память, которая запоминает вирусные и инфекционные образования. При повторном попадании возбудителя в организм иммунная система уничтожает его.

К сожалению, полноценной защиты от бактерий нет. Им свойственно развиваться качественно и количественно, поэтому при повторном попадании в организм они могут вызвать совершенно другую реакцию. В таком случае возможно заболевание, на которое иммунитет отреагирует не сразу.

Миф № 2. Дети часто простужаются, потому что у них ослаблен иммунитет

Частые простуды детей связаны с ослабленным иммунитетом — еще одно популярное заблуждение людей. С одной стороны, дети часто болеют, поскольку их иммунная система еще незнакома с возбудителями вирусов и инфекций. С возрастом иммунитет запоминает все больше угроз и работает эффективнее.

Миф № 3. Если бы дети рождались с сильным иммунитетом, то они не болели бы

Рождение детей с сильным иммунитетом исключило бы вероятность заболеваний — еще один известный миф. При врожденном иммунитете сразу же после родов ребенок мог бы погибнуть за несколько минут. К этому пришли ученые после изучений особенностей организма новорожденных детей.

До попадания в родовые пути ребенок находится в стерильных условиях. В процессе родов и появления на свет на него уже сразу же нападает большое количество микроорганизмов.

Иммунная система учится бороться с угрозами самостоятельно. Если бы ребенок имел врожденный иммунитет, то при взаимодействии с микроорганизмами началась бы воспалительная реакция, которая бы привела к гибели.

Миф № 4. Зимой иммунитет ослабляется, поэтому мы чаще болеем

До сих пор остается неизученным вопрос о взаимодействии иммунитета с холодами. Врачи считают, что от холода страдает не столько иммунная система, сколько слизистая носа или запасы витамина D.

Миф № 5. Иммунодефицит может возникнуть из-за нездорового образа жизни

Врачи также опровергают, что иммунодефицит — это следствие неправильного питания. Заболевание может быть получено:

  • в ходе приема лекарственных средств, которые разрушают иммунитет
  • помимо этого, иммунодефицит может быть получен наследственным путем — врожденным заболеванием.

№ 6. Иммунитет надо усиливать с помощью лекарств

Большинство людей уверены, что для повышения иммунитета стоит принимать специализированные препараты — биологические добавки. На самом деле эффективность таких лекарств не доказана научно, поэтому врачи не рекомендуют употреблять непроверенные средства.

Что такое врождённый иммунитет — механизмы и виды. Факторы врожденного иммунитета

Защитной реакцией или иммунитетом называется ответ организма на внешнюю опасность и раздражители. Множество факторов в теле человека способствуют его защите от различных болезнетворных организмов. Что такое врождённый иммунитет, как происходит защита организма и в чем заключается ее механизм?

Читать еще:  Яд опаснейшего паука поможет при импотенции

Врожденный и приобретенный иммунитет

Само понятие иммунитета связано с эволюционно приобретенными способностями организма препятствовать попаданию в него чужеродных агентов. Механизм борьбы с ними разный, так как виды и формы иммунитета отличаются своим многообразием и характеристиками. По происхождению и формированию защитный механизм может быть:

  • врожденный (неспецифический, естественный, наследственный) – защитные факторы в теле человека, которые были сформированы эволюционно и помогают бороться с чужеродными агентами с самого начала жизни; также данный вид защиты обуславливает видовую невосприимчивость человека к заболеваниям, которые свойственны животным, растениям;
  • приобретенный – защитные факторы, которые формируются в процессе жизни, может быть естественным и искусственным. Естественная защита формируется после перенесенного воздействия, вследствие чего организм способен приобретать антитела к данному опасному агенту. Искусственная защита связана с введением в организм готовых антител (пассивная) или ослабленной формы вируса (активная).

Свойства врожденного иммунитета

Жизненно важным свойством врожденного иммунитета является постоянное наличие в организме естественных антител, которые обеспечивают первичную реакцию на вторжение патогенных организмов. Важное свойство естественной ответной реакции – система комплимента, которая представляет собой комплекс белков в крови, которые обеспечивают распознавание и первичную защиту от чужеродных агентов. Данная система выполняет следующие функции:

  • опсонизация – процесс присоединения элементов комплекса к поврежденной клетке;
  • хемотаксис – совокупность сигналов посредством химической реакции, которая привлекает другие иммунные агенты;
  • мембранотропный повреждающий комплекс – белки комплимента, которые разрушают защитную мембрану опсонизированных агентов.

Ключевое свойство естественной ответной реакции – первичная защита, вследствие которой организм может получить информацию о новых для него чужеродных клеток, вследствие чего создается уже приобретенный ответ, который при дальнейшем столкновении с аналогичными патогенами будет уже готов для полноценной борьбы, без привлечения других факторов защиты (воспаления, фагоцитоза и т.д.).

Формирование врожденного иммунитета

Неспецифическая защита есть у каждого человека, она закреплена генетически, способна передаваться по наследству от родителей. Видовой особенностью человека является то, что он не восприимчив к ряду болезней, характерных для других видов. Для формирования врожденного иммунитета важную роль играет внутриутробное развитие и грудное вскармливание после рождения. Мать передает своему ребенку важные антитела, которые закладывают основу его первых защитных сил. Нарушение формирования естественной защиты может привести к иммунодефицитному состоянию из-за:

  • воздействия излучения;
  • химических агентов;
  • болезнетворных организмов в период внутриутробного развития.

Факторы врожденного иммунитета

Что такое врождённый иммунитет и в чем состоит механизм его действия? Совокупность общих факторов врожденного иммунитета призваны создать определенную линию защиты организма от чужеродных агентов. Данная линия состоит из нескольких защитных барьеров, которые выстраивает организм на пути патогенных микроорганизмов:

  1. Эпителий кожи, слизистые оболочки – первичные барьеры, которые обладают колонизационной резистентностью. Вследствие проникновения патогена развивается воспалительная реакция.
  2. Лимфатические узлы – важная защитная система, которая борется с патогеном до внедрения его в систему кровообращения.
  3. Кровь – при попадании инфекции в кровь развивается системный воспалительный ответ, при котором задействуются специальные форменные элементы крови. Если микробы не погибают в крови – инфекция распространяется на внутренние органы.

Клетки врожденного иммунитета

В зависимости от механизмов защиты бывает гуморальный и клеточный ответ. Совокупность гуморальных и клеточных факторов создают единую систему защиты. Гуморальная защита – ответ организма в жидкостной среде, внеклеточном пространстве. Гуморальные факторы врожденного иммунитета подразделяются на:

  • специфические – иммуноглобулины, которые вырабатывают В-лимфоциты;
  • неспецифические – секреты желез, сыворотка крови, лизоцим, т.е. жидкости, обладающие антибактериальными свойствами. К гуморальным факторам относят систему комплимента.
Читать еще:  «Белая обезьяна»: почему мы не можем прогнать нежелательные мысли?

Фагоцитоз – процесс поглощения инородных агентов, происходит посредством клеточной активности. Клетки, которые участвуют в ответе организма подразделяются на:

  • Т-лимфоциты – долгоживущие клетки, которые подразделяются на лимфоциты с разными функциями (натуральные киллеры, регуляторы и др.);
  • В-лимфоциты – продуцируют антитела;
  • нейтрофилы – содержат антибиотические белки, имеют рецепторы хемотаксиса, поэтому мигрируют к месту воспаления;
  • эозинофилы – участвуют в фагоцитозе, отвечают за обезвреживание гельминтов;
  • базофилы – отвечают за аллергическую реакцию в ответ на раздражители;
  • моноциты – специальные клетки, которые превращаются в разные виды макрофагов (костной ткани, легких, печени и т.д.), обладают множеством функций, в т.ч. фагоцитоз, активизация комплимента, регулирование процесса воспаления.

Обнаружена тайная природа врожденного иммунитета

Обнаружена тайная природа врожденного иммунитета

Обычно, когда мы говорим об иммунитете, то подразумеваем иммунитет приобретенный. Смысл его в том, что иммунные клетки — Т-киллеры, Т-хелперы, В-лимфоциты и другие «дозором обходят владенья свои», выискивая чужаков и обезвреживая их. На поиск врагов требуется некоторое время и лучше, чтобы оно не было упущено.

Однако в организмах живых существ есть и другой вид иммунитета — врожденный. Ему не требуется время для реакции. Те болезни, от которых у нас есть врожденный иммунитет, даже не начинают развиваться. Например, люди принципиально не могут заболеть чумой крупного рогатого скота или болезнью Ньюкасла, поражающей птиц или оспой лошадей и др

Одним из основных средств врожденного иммунитета является семейство небольших пептидов известных как «антимикробные пептиды» или сокращенно AMП. AMП непрерывно вырабатываются клетками хозяина (например, человека) и борются с вторгающимися микроорганизмами, разрушая их клеточные мембраны и нарушая их функции.

Антимикробные пептиды довольно трудно изучать их на живых организмах. Одна из причин заключается в том, что врожденный иммунитет включает слишком много факторов, поэтому выделение эффекта отдельных АМП является весьма сложным предприятием.

Но теперь ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария) впервые смогли использовать технику редактирования генов CRISPR, чтобы удалить 14 AMП у плодовой мушки дрозофилы. Удаляя отдельные гены AMП, различные комбинации генов или даже все 14 генов, ученые смогли наблюдать, как их отсутствие влияет на устойчивость мухи к различным бактериальным и грибковым патогенам.

Результаты показали, что, по крайней мере, у дрозофилы AMП действуют в основном против грамотрицательных бактерий (например, кишечной палочки и определенных видов Enterobacter) а также некоторых грибов. AMП также работают суммируя свои индивидуальные эффекты. Удивительно, но некоторые AMП были невероятно специфичны в защите от определенных инфекций (например, AMП диптерицин против патогена P. rettgeri). До сих пор врожденный иммунитет считали исключительно неспецифичным.

Ученые пока не готовы «щелкать переключателем» врожденного иммунитета у людей. А вот у насекомых — почему бы и нет. Специалисты полагают, что уже могли бы защищать от болезней медоносных пчел. Или, наоборот, сделать комаров — переносчиков инфекций чувствительными к этим самым инфекциям.

Что касается здоровья людей, то исследователей в первую очередь интересует, как врожденный иммунитет справляется с недопущением заболеваний. По сути, это идеал медицины — полный запрет на развитие инфекции. И первый шаг к идеалу уже сделан.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector