Холод против рассеянного склероза
В эволюционной биологии, согласно «теории истории жизни», впервые предложенной в 1950-х годах, при благоприятных условиях окружающей среды любые организмы используют ресурсы для роста и воспроизводства. И наоборот, в условиях враждебной среды ресурсы тратятся на так называемые программы поддержания жизнедеятельности (к примеру, сохранение энергии и самосохранение — т. е., защита от внешних угроз). Ученые из Женевского университета (UNIGE) адаптировали эту теорию для конкретной практической медицинской проблемы: спонтанной избыточной активации иммунной системы, приводящей к аутоиммунным заболеваниям.
Исследуя мышиные модели рассеянного склероза, группе ученых удалось выяснить, как воздействие холода «вынуждает» организм перенаправлять его внутренние ресурсы с иммунной системы на поддержание постоянной температуры тела. Действительно, оказалось, что при холодовом воздействии иммунная система снижала свою вредоносную активность, что приводило к значительному ослаблению тяжести протекания аутоиммунного заболевания. Эти результаты, приведенные прямо на обложке журнала Cell Metabolism, открывают путь к фундаментальной биологической концепции распределения энергетических ресурсов.
Аутоиммунные заболевания развиваются, когда иммунная система атакует ткани и органы своего организма. Например, причиной диабета 1-го типа является аутоиммунное разрушение инсулин-продуцирующих клеток поджелудочной железы. Наиболее часто встречающимся аутоиммунным заболеванием центральной нервной системы является рассеянный склероз. Заболевание характеризуется распадом миелина, входящего в состав защитных оболочек нервных клеток и их отростков, а также необходимого для правильной и быстрой передачи электрических сигналов. Таким образом, его разрушение приводит к инвалидизации, вплоть до паралича.
Мирко Трайковски, профессор кафедры клеточной физиологии и метаболизма и Диабетического центра медицинского факультета UNIGE и ведущий автор исследования заявляет, что механизмы защиты организма от враждебной окружающей среды дороги с энергетической точки зрения, и их использование нашим телом может быть ограничено определенными условиями. Поэтому организму, возможно, приходится «расставлять приоритеты» в распределении ресурсов по различным системам обеспечения защиты в соответствии с их значимостью для выживания. Исследователи предположили, что это может представлять особый интерес в контексте аутоиммунитета, когда активация дополнительной энергоемкой программы может привести к более мягкому иммунному ответу и благоприятному исходу болезни. Иными словами, представляется ли возможным перераспределить системы энергоснабжения организма, когда иммунная система дает сбой?
Выраженное уменьшение симптомов
Чтобы проверить свою гипотезу, ученые поместили экспериментальных мышей, страдающих аутоиммунным энцефаломиелитом (модель рассеянного склероза человека), в относительно холодную среду обитания — около 10 градусов Цельсия. Этому предшествовал период акклиматизации животных с постепенным понижением температуры окружающей среды. Дорон Мерклер, профессор кафедры патологии и иммунологии и Центра по исследованиям воспаления на медицинском факультете UNIGE (а также соавтор работы), сообщает, что через несколько дней наблюдалось явное уменьшение клинической выраженности заболевания, а также степени демиелинизации в центральной нервной системе. Организм животных не испытывал никаких трудностей в поддержании температуры тела на нормальном уровне; но, в частности, резко уменьшились симптомы двигательных нарушений — начиная от полной неспособности передвижения на задних лапах до легкой формы паралича мышц хвоста.
Формирование иммунного ответа основано, среди прочего, на способности так называемых антигенпрезентирующих моноцитов «обучать» Т-клетки распознаванию чужеродных элементов, с которыми необходимо бороться. Однако при аутоиммунных заболеваниях иммунокомпетентные клетки путают антигены собственного организма с чужеродными антигенами.
Мирко Трайковски объясняет, что в ходе эксперимента удалось продемонстрировать модуляцию активности воспалительных моноцитов посредством холода, который снижает их способность осуществлять антигенную презентацию. Вследствие этого Т-клетки — тип иммунокомпетентных клеток, играющих важную роль в патогенезе аутоиммунитета, — становятся менее активными. Вынуждая организм увеличивать скорость метаболизма для поддержания постоянной температуры тела, низкая температура окружающей среды забирает ресурсы у иммунной системы. Это приводит к уменьшению количества потенциально опасных иммунных клеток и, следовательно, облегчает протекание симптомов болезни.
Мирко Трайковски добавляет, что хотя концепция приоритета термогенеза над обеспечением иммунного ответа, очевидно, защищает от аутоиммунитета, стоит отметить, что воздействие низких температур повышает восприимчивость организма к определенным инфекциям. Таким образом, работа авторов важна не только в контексте нейровоспаления, но и других иммуноопосредованных или инфекционных заболеваний, что требует проведения дальнейших исследований.
Число аутоиммунных заболеваний растет
Улучшение условий жизни в западных странах в последние десятилетия идет рука об руку с увеличением количества случаев аутоиммунных заболеваний. Хотя, как заключает Дорон Мерклер, в основе данного роста заболеваемости, несомненно, лежит множество факторов, тот факт, что человек располагает обилием энергетических ресурсов, может играть важную, но пока еще плохо изученную роль в развитии аутоиммунных заболеваний.
Теперь ученые продолжат свои исследования, чтобы лучше понимать аспекты конкретного клинического применения их открытия.
