Исследователи обнаружили, как молекула белка в иммунных клетках способствует выработке оксида азота, мощного оружия в арсенале клеток, защищающего организм от бактериальной атаки. Белок может служить мишенью для сдерживания воспалительной реакции, которая должна быть способна бороться с инфекцией, не повреждая ткани.
Исследование было опубликовано в Журнале врожденного иммунитета. NFATc3 – одна из нескольких родственных белковых молекул, которые, как известно, играют роль в регуляции генов в Т- и В-клетках иммунной системы. Рави Ранджан, научный сотрудник Университета Иллинойса в Чикагском медицинском колледже, который является первым автором статьи, сказал, что он и его сотрудники хотели знать, имеет ли NFATc3 какую-либо функцию в макрофагах – специализированных клетках-киллерах, которые выслеживают, поглощают и уничтожить мародерские бактерии.
Макрофаги убивают с помощью химических веществ, включая оксид азота, которые они синтезируют в ответ на инфекцию. Макрофаги также важны для уменьшения воспаления при сепсисе, неконтролируемой реакции на инфекцию, которая может вызвать органную недостаточность и смерть.
Когда исследователи подвергли макрофаги воздействию химических веществ, которые сигнализируют о бактериальной инфекции, они обнаружили, что NFATc3 все больше связывается с генами, которые усиливают выработку синтазы оксида азота – фермента, вырабатывающего оксид азота. Связывание NFATc3 предполагает, что молекула включает эти гены и увеличивает производство оксида азота. Макрофаги, дефицитные по NFATc3, продуцируют гораздо меньше синтазы оксида азота в тех же условиях.
"Без способности синтезировать индуцибельную синтазу оксида азота макрофагу не хватало бы ключевого элемента его химического оружия," Ранджан сказал. "Мы ожидаем, что эти клетки будут гораздо менее эффективны в уничтожении бактерий и ослаблении сепсиса."
Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи затем вызвали сепсис у мышей, у которых не было способности производить NFATc3. Как и ожидалось, ткань легких этих мышей имела гораздо более высокую бактериальную нагрузку, чем ткань легких мышей с сепсисом, которая могла продуцировать NFATc3.
"Наше исследование демонстрирует, что NFATc3 необходим макрофагам для эффективной борьбы с инфекцией, потому что без него они не могут производить свой основной бактерицидный агент – оксид азота," Ранджан сказал. Ранджан сказал, что иммунная система должна найти баланс между борьбой с инфекцией и чрезмерным увлечением, как при сепсисе, и фактическим причинением вреда.
"Избыточное производство оксида азота может фактически способствовать повреждению легких, даже если оно помогает избавиться от бактериальных инфекций," он сказал.
"Ингибитор NFATc3, назначаемый в качестве лекарства людям, страдающим септическим шоком, может быть способом ослабить вредные эффекты, связанные с избыточной выработкой оксида азота." Другие авторы статьи – д-р. Гай Янг Парк, доцент клинической медицины, и д-р. Лэй Сяо, доцент медицины, из отделения легочной терапии, интенсивной терапии, сна и аллергии в UIC; Манджула Карпурапу, Цзин Дэн, Сангун Чунг, Ён Гю Ли и доктор. Джон Уильям Кристман из Медицинского центра Векснера при Университете штата Огайо; и Мёнсу Джу из Пусанского университета, Корея.