Ученые из лаборатории доктора философии Навдипа Чандела и доктора медицины Дэвида В. Кугелла, профессора медицины в отделении пульмонологии и интенсивной терапии, обнаружили, как митохондрии влияют на иммунный ответ организма посредством модуляции определенных сигнальных путей клеток, согласно исследованию, опубликованному в журнале Science Advances.

Полученные результаты подчеркивают потенциал воздействия на функцию митохондрий , особенно в иммунных клетках, для лечения ряда заболеваний, связанных с воспалением.

«Терапия, направленная на улучшение активности митохондрий, может принести пользу при воспалительных заболеваниях, таких как воспалительные заболевания кишечника , сепсис и хронические инфекции, за счет повышения способности иммунной системы регулировать воспаление», — сказал Чандел, также профессор биохимии и молекулярной генетики и член Комплексного онкологического центра Роберта Х. Лури Северо-Западного университета.

Митохондрии содержат митохондриальную цепь переноса электронов (ETC) или ряд белковых комплексов, в которых электроны проходят и производят АТФ, или энергию для клетки. Функция митохондриальной ETC также контролирует макрофаги или специализированные иммунные клетки , которые необходимы для борьбы с инфекциями и регулирования воспаления в организме.

Макрофаги также выделяют противовоспалительный белок IL-10, который уменьшает воспаление и предотвращает избыточные иммунные реакции, которые могут нанести вред организму. Однако основные механизмы, которые позволяют митохондриальным ETC контролировать иммунные реакции макрофагов, остаются плохо изученными.

Используя секвенирование объемной РНК для изучения мышей с макрофагами, дефицитными в митохондриальном комплексе ЭТЦ III, ученые обнаружили, что тип активных форм кислорода (ROS) или нестабильных молекул, которые содержат кислород и легко реагируют с другими молекулами в клетке, который вырабатывается митохондриальным комплексом III, называемым супероксидом, имеет решающее значение для высвобождения макрофагами ИЛ-10.

Ученые также обнаружили, что мыши с дефектным митохондриальным комплексом также с трудом восстанавливались после инфекции и воспаления, поскольку их клетки высвобождали меньше IL-10. Однако активация специфического сигнального пути, зависящего от ROS, в клетках восстановила высвобождение IL-10, согласно исследованию.

«Это открытие подчеркивает ранее неизвестную связь между активностью митохондрий, контролем воспаления и сигнальными путями, которые его регулируют», — сказал Чандел.

В целом, по словам Чандела, результаты подчеркивают важную роль митохондрий, выходящую за рамки производства энергии, и предполагают, что митохондрии могут быть перспективной терапевтической мишенью для лечения ряда воспалительных заболеваний и улучшения современных методов лечения.

«Повышение уровня ИЛ-10 через митохондриальные пути открывает перспективы для лечения аутоиммунных заболеваний, таких как ревматоидный артрит и волчанка, когда иммунная система ошибочно атакует организм. Усиление функции митохондриального комплекса III или имитация его эффектов также может улучшить выздоровление от тяжелых инфекций. Кроме того, ингибирование митохондриального комплекса III уменьшит подавление воспаления ИЛ-10 и может взаимодействовать с существующими иммунотерапевтическими методами», — сказал Чандел.