Хищные муравьи продезинфицировали раны собратьев
Хищные муравьи Megaponera analis, совершающие регулярные рейды в термитники за добычей, лечат своих раненых, рассказывается в Proceedings of the Royal Society B. Как выяснили немецкие энтомологи, насекомые приносят покалеченных собратьев в колонию и чистят их раны, одновременно дезинфицируя их. Эта процедура позволяет сократить смертность раненых муравьев на 70 процентов.Также исследователи разобрались, почему муравьи спасают легко раненых сородичей и бросают тяжело раненых.
Муравьи Megaponera analis или матабеле обитают на территории Тропической Африки колониями до 2-2,5 тысяч особей. Они питаются только термитами и несколько раз в день устраивают набеги на термитники. Во время захватнического рейда муравьев могут ранить или убить солдаты-термиты, вооруженные мощными челюстями.
В своей прошлой работе энтомологи из Вюрцбургского университета под руководством Карла Эдуарда Линсенмайера (Karl Eduard Linsenmair) обнаружили, что муравьи матабеле подбирали раненых и несли обратно в колонию. Так им удавалось спасать до трех процентов насекомых, которые в 95 процентах случаев продолжали участвовать в набегах. Самостоятельно раненые муравьи добирались до колонии только в 30 процентах случаев. Кроме того, исследователи заметили, что муравьи спасают только легко раненых собратьев: тех у кого откусили одну-две конечности или антенну. Насекомых, у которых не хватало четырех-пяти конечностей, муравьи не подбирали, или быстро бросали на обратном пути.
В новом исследовании ученые решили выяснить, что происходит с ранеными по возвращении в гнездо. Так как муравьи обитают скученно и много «общаются» друг с другом, в колониях высок риск быстрого заражения и распространения патогенов, например, болезнетворных бактерий, обитающих в почве. Чтобы защититься, муравьи научились вырабатывать в специальной железе на груди антимикробные вещества. Во время груминга они размазываются по телу насекомого, препятствуя распространению инфекций. Ранее ученые выяснили, что муравьев, страдающих от паразитов, чистят чаще, чем здоровых. Авторы нового исследования решили посмотреть, как будут вести себя насекомые по отношению к раненым. Также они хотели понять, почему муравьи забирают с собой легко раненых и бросают тяжело раненых солдат.
Энтомологи проводили исследование в Национальном парке Комоэ в Кот-д’Ивуаре в 2015-2017 годах. Они наблюдали за 208 рейдами муравьев-солдат из 16 колоний. Когда насекомые возвращались после набега, ученые подкладывали у них на пути легко или тяжело раненого муравья (с одной или пятью оторванными конечностями) из той же колонии, либо мертвого муравья, политого феромонами. Чтобы выяснить, как насекомые обращаются с ранеными после того, как приносят их в гнездо, авторы выкопали шесть колоний и поместили их на лабораторном поле. Для каждой колонии устраивали «площадку для боя» на которую помещали термитов, собранных неподалеку. Чтобы следить за их поведением всех муравьев пометили безвредной акриловой краской.
Оказалось, что легко и тяжело раненые муравьи ведут себя по-разному, помогая или препятствуя нести себя в гнездо. Когда к ним подходили другие, легко раненые муравьи ложились в позу куколки, так чтобы их легче было нести. Тяжело раненые насекомые не переставали махать оставшейся конечностью и поворачиваться вокруг своей оси, видимо, пытаясь встать. Здоровые муравьи пытались с ними сладить, но в конце концов уходили. Мертвых муравьев подбирали, но, по-видимому, нести их было неудобно (мешали болтающиеся конечности), поэтому их быстро бросали. Также ученые заметили, что при приближении здоровых собратьев легко раненые муравьи начинали двигаться намного медленнее, возможно, чтобы их быстрее подобрали.
Выяснилось, что муравьи чистят принесенных в колонию раненых намного чаще, чем здоровых насекомых. Причем пик такого поведения приходился на первые 30 минут после того, как увечное насекомое принесли в гнездо. Смертность таких муравьев в последующие сутки составляет всего 10 процентов.
Чтобы выявить насколько груминг увеличивает выживаемость раненых, ученые выбрали 20 насекомых, оторвали им по одной конечности и на сутки поместили в контейнеры с почвой из национального парка. В качестве контроля они взяли еще 20 покалеченных муравьев и на сутки посадили их в контейнеры со стерильной почвой. Оказалось, что в обычных условиях 80 процентов насекомых погибли в течение 24 часов. В стерильной почве процент умерших был намного меньше — 20 процентов, но все равно выше, чем среди муравьев в колонии. Интересно, что у выживших в стерильной почве муравьев раны через сутки затянулись.
Ранее исследователи выяснили, как муравьиные королевы спасаются от инфекции. Часто несколько особей основывают новое гнездо сообща. Если одна из них погибает, остальные либо «хоронят» ее, либо разгрызают на несколько частей и выбрасывают из муравейника.
Благодаря лекарствам гормоны перестали мешать иммунитету бороться с опухолью
Японские ученые описали механизм, благодаря которому лекарства, блокирующие работу эстрогенов, подавили развитие опухолей, не имеющих альфа-рецепторов к эстрогенам. Анализ данных от пациенток с трижды негативным раком молочной железы и эксперименты на мышах показали, что антиэстрогенные препараты снижают иммуносуппрессивное действие эстрогенов в отношении противоопухолевых цитотоксических лимфоцитов. Использование антиэстрогенных препаратов у мышей с опухолями, нечувствительными к эстрогенам, помогло замедлить рост опухолей. Исследование опубликовано в журнале British Journal of Cancer. Эстрогены называют женскими половыми гормонами, но они влияют не только на созревание и работу женской половой системы, но и практически на все органы и системы мужского и женского организма, включая мозг, эпителии, костную ткань и иммунную систему. В эпителиальных клетках молочных желез и женской половой системы есть альфа-рецепторы к эстрогенам, регулирующие рост и дифференцировку в разные фазы менструального цикла. Такие же рецепторы есть и во многих опухолевых клетках: примерно три четверти раков молочной железы экспрессируют альфа-рецепторы, а блокада рецепторов и блокада выработки эстрогенов лежат в основе лечения пациенток (и пациентов). В течение последних 30 лет появляются наблюдения, согласно которым опухоли молочной железы, не экспрессирующие альфа-рецепторы, иногда тоже реагируют на лечение антиэстрогенными препаратами, но механизм этого феномена оставался неясен. Иммунологи и биоинформатики из Университета Хоккайдо во главе с Кэн-итиро Сэйно (Ken-ichiro Seino) описали механизм действия антиэстрогенных препаратов на опухоли, лишенные альфа-рецепторов. Для начала они оттолкнулись от датасета TCGA, в котором содержалась информация о транскриптоме трижды негативного рака молочной железы у 171 пациентки. Ученые выяснили, что чем выше активность гена HSD17B1 в опухоли (ген кодирует фермент, превращающий малоактивный гормон эстрон в активный гормон эстрадиол), тем меньше в опухолевых массах цитотоксических Т-лимфоцитов (r = −0,299, p = 0,00006). У пациенток с высокой экспрессией фермента болезнь протекала агрессивнее. Ученые смоделировали на мышах, как влияет высокий уровень эстрогенов на противоопухолевый иммунитет. Они вводили самкам мышей опухолевые клетки из двух линий, не имеющих альфа-рецепторов к эстрогенам (мышиный трижды негативный рак молочной железы и мышиный колоректальный рак). Половине животных ученые удалили яичники перед введением клеток. У таких мышей уровень эстрогенов был ниже, чем в контрольной группе, но выживаемость была лучше, а опухоли росли медленнее. Если мышам с опухолями и нормально функционирующими яичниками вводить препараты, подавляющие образование эстрогенов (анастрозол) или блокирующие альфа-рецепторы (тамоксифен, фульвестрант), то количество цитотоксических лимфоцитов в опухоли становилось выше, причем эффект не был связан с дополнительными рецепторами к гормонам, которые часто обнаруживают у трижды негативного рака. Лимфоциты, инфильтрирующие опухоль, становились активнее под действием лекарств: в опухоли повышался уровень интерферона гамма и цитотоксических молекул, вырабатываемых активированными лимфоцитами. Когда ученые попытались лечить мышей с трижды негативным раком молочной железы комбинацией химиопрепаратов и фульвестранта, то добавление антиэстрогенной терапии снижало скорость прогрессирования опухоли в 2,5-5 раз. Эксперименты на культуре клеток показали, что активация рецепторов к эстрогенам на лимфоцитах снижает их противоопухолевую активность — подавляет выработку клетками интерлейкина второго типа и активность сигнального пути JAK-STAT (о том, какое отношение он имеет к воспалению, мы рассказывали на примере мышечной ткани). Работа ученых из Университета Хоккайдо показывает: если у давно известного лекарства нет мишени в опухолевых клетках, то это не значит, что лекарство не будет эффективным. Плейотропные эффекты антигормональных препаратов могут быть полезны в иммуноонкологии, но пока рано говорить о том, что связь между эстрогенами и противоопухолевым иммунитетом окончательно расшифрована (в ряде случаев она, видимо, и вовсе работает в противоположном направлении). Тем не менее некоторые антиэстрогенные препараты уже целенаправленно исследуют в лечении эстрогеннегативных опухолей. В онкологии много примеров, когда врачи извлекают пользу из лекарства, которое на первый взгляд не должно было работать. Один из самых ярких примеров — талидомид, у которого в последнее время находят все больше положительных эффектов. О нелегкой судьбе соединения читайте в материале «Готов искупить».