Иммунная система человека очень похожа на настольную игру «Мышеловка»: это система Руба Голдберга, состоящая из взаимодействующих частей. Только вместо того, чтобы падающий мячик заставлял крошечного ныряльщика прыгать в ванну, которая, в свою очередь, ловила пластиковых мышей, белки запускали другие белки, чтобы активировать иммунные клетки и направлять их на микробы. Но если эти белки ошибочно направляют иммунные клетки на здоровые ткани, могут возникнуть аутоиммунные заболевания, такие как рассеянный склероз, который поражает нейроны.

Новое исследование, проведенное Келли Монаган, исследователем из Медицинской школы Университета Западной Вирджинии, предполагает, что часть иммунной системы «Руба Голдберга» может стать потенциальной мишенью для лечения рассеянного склероза.

«Каждый раз, когда у вас возникают какие-либо проблемы с центральной нервной системой, вы должны пройти ряд шагов, чтобы клетки попали в головной или спинной мозг», — сказал Монаган, докторант кафедры микробиологии, иммунологии и клеточной биологии. «Получение лучшего понимания этих иммунных механизмов, связанных с рассеянным склерозом, может помочь в разработке новых методов лечения».

Ее исследование было сосредоточено на STAT5, одном из многих белков, циркулирующих в организме, который может метафорически включать или выключать гены.

«STAT5 — это фактор транскрипции, — сказал Монаган. «Это член семейства белков STAT, и он играет множество различных ролей в клеточной пролиферации и воспалении . Важно отметить, что белки STAT5 должны образовывать димеры для регуляции экспрессии генов. Взаимодействие двух димеров приводит к образованию тетрамеров, которые регулируют независимый набор генов-мишеней».

Монаган и ее коллеги хотели узнать, играют ли тетрамеры STAT5 роль в передаче сигналов лейкоцитам о взаимодействии и перемещении через мозговые оболочки. Если они действительно играли такую ​​роль, исследователи хотели узнать об этом больше.

«Мозговые оболочки, если вы не знаете, представляют собой серию из трех мембран, окружающих центральную нервную систему», — сказала она. «Они действуют как своего рода контрольно-пропускные пункты, если хотите, чтобы регулировать миграцию клеток в настоящий головной или спинной мозг».

Инфильтрация иммунных клеток в мозговые оболочки является отличительной чертой рассеянного склероза.

В частности, Монаган хотел исследовать молекулярную цепочку событий, которые могли бы заставить тетрамеры STAT5 управлять другим белком, называемым CCL17, чтобы сообщить Т-клеткам, типу лейкоцитов, атаковать центральную нервную систему с помощью «дружественного огня».

Монаган и ее команда использовали две группы мышей для изучения этой темы. Первая группа была генетически модифицирована, так что ее тетрамерные белки STAT5 не могли перестроиться таким образом, чтобы вызвать проблемный ответ CCL17. Вторая группа была генетически нормальной.

Исследователи ввели обеим группам мышей миелин-реактивные Т-клетки, чтобы вызвать экспериментальную форму рассеянного склероза, называемую экспериментальным аутоиммунным энцефаломиелитом или ЭАЭ.

В ответ на это у генетически нормальных мышей развился ЭАЭ обычным путем, а у генетически модифицированных — нет. Прерывание их «цепной реакции» тетрамера STAT5 защитило их от болезни.

«Он не был удален полностью, но его серьезность значительно уменьшилась», — сказал Монаган. «Было вполне убедительно, что у них развилось менее тяжелое заболевание, что позволяет предположить, что CCL17 является патогенным белком, действующим ниже тетрамеров STAT5».

Мало того, что генетически модифицированные мыши демонстрировали более мягкий и отсроченный паралич, более позднее исследование их спинного мозга выявило более здоровые нервы, которые лучше передавали сигналы.

«Рассеянный склероз — это очень сложно», — сказал Монаган. «Мы обнаружили, что сложные иммунные взаимодействия между клетками действительно усложняют понимание этого заболевания».

По данным Национального общества рассеянного склероза, выводы, подобные тем, которые были получены в результате этого исследования, могут указать на будущее лечение рассеянного склероза, заболевания, которым страдают более 2,3 миллиона человек во всем мире.

«Пациенты с диагнозом рассеянный склероз страдают всю жизнь, и, к сожалению, их клинические симптомы ухудшаются по мере прогрессирования заболевания», — сказал Эдвин Ван, наставник Монагана и доцент кафедры микробиологии, иммунологии и клеточной биологии. «Существующие лекарства для лечения рассеянного склероза достаточно эффективны для снижения частоты рецидивов, но не могут остановить прогрессирование заболевания. Узким местом при разработке более эффективных лекарств является то, что у нас нет полной картины того, как заболевание возникает и прогрессирует».

Результаты исследования помогают заполнить эту картину, приближая гипотетические методы лечения рассеянного склероза к реальности.

«Я думаю, что эти результаты могут также иметь более широкое значение для других аутоиммунных заболеваний , — сказал Монаган, — потому что может быть несколько других аутоиммунных заболеваний, которые регулируются тетрамерами STAT5 и нижестоящим сигнальным путем, что весьма интересно».