Липидные медиаторы помешали макрофагам фагоцитировать пневмококки

Схема сигнальных путей в макрофагах

Li Hong et al. / Journal of Clinical Investigation, 2021

Ученые установили, что при повышенной концентрации эпоксиэйкозатриеновых кислот (ЕЕТ) — медиаторов активности иммунной системы — макрофаги хуже распознают пневмококки и не фагоцитируют их. При этом эксперименты in vivo показали, что антагонист рецептора ЕЕТ восстанавливает фагоцитоз до нормального уровня. Потенциально эта регуляция может стать основой для лечения пневмонии без использования антибиотиков. Исследование опубликовано в Journal of Clinical Investigation.

Высокая активность иммунного ответа организма на патоген может повредить клетки и ткани хозяина. Чтобы этого не произошло, макрофаги секретируют специальные медиаторы, способные как усиливать воспаление, так и снижать его. К таким медиаторам относятся эпоксиэйкозатриеновые кислоты (EET), которые обладают высокой противовоспалительной активностью. Чтобы контролировать ее уровень, макрофаги также секретируют эпоксигидролазу, которая гидролизует ЕЕТ до менее активной формы — дигидроксиэйкозатриеновых кислот. Таким образом, эпоксигидролаза играет важную физиологическую роль в регулировании уровней липидных сигнальных молекул. Тем не менее до сих пор непонятно, как эти молекулы влияют на активность и чувствительность к патогенам самих макрофагов.

Группа ученых из Национального института здоровья под руководством Ли Хуна (Li Hong) исследовала регуляцию скорости выведения из организма (клиренса) бактерий при пневмонии с помощью EET и эпоксигидролазы. Для экспериментов in vivo авторы использовали мышей с нокаутированным геном эпоксигидролазы, то есть с повышенным количеством эпоксиэйкозатриеновых кислот, для in vitro — альвеолярные макрофаги этих же животных.

Поскольку гидролазы активно экспрессируются в ответ на присутствие липополисахаридов (компонента оболочки грамотрицательных бактерий), необходимо было выяснить, как отсутствие этого фермента и повышенная концентрация EET влияет на скорость выведения патогенных бактерий из организма. Для этого исследователи ввели три штамма, вызывающие пневмонию: грамположительные Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus и грамотрицательные Klebsiella pneumoniae. Эксперимент проводили на группах мышей от пяти до десяти особей. Уже через 12 часов после введения количество пневмококка было гораздо выше контрольной группы (p < 0,05) , при этом количество бактерий других штаммов оставалось одинаковым. Далее мышам вводили синтетическую молекулу EEZE — антагониста рецептора EET. Это повышало клиренс S. pneumoniae до уровней дикого типа. А флуоресцентное окрашивание подтвердило, что макрофаги испытуемой группы мышей гораздо хуже фагоцитируют пневмококки, чем макрофаги мышей дикого типа.

Авторы работы считают, что селективность фагоцитоза при повышенных концентрациях ЕЕТ может быть вызвана изменениями в образ-распознающих рецепторах на поверхности иммунной клетки. Эксперименты на клеточных культурах макрофагов in vitro показали, что пептидогликан, который находится в составе клеточной оболочки S. pneumoniae, вызывает повышение уровня EET у исследуемых образцов (p < 0,05). А при анализе уровня мРНК цитокинов ученые обнаружили, что отсутствие эпоксигидролазы привело к снижению уровня провоспалительных цитокинов и рецепторов распознавания паттернов, в частности, к пептидогликану (p < 0,05). Более того, в нокаутированных макрофагах снизилось количество белков, активирующих фагоцитоз в клетке, в частности Rac1 и Cdc42 (p < 0,05).

Чтобы определить, могут ли эпоксиэйкозатриеновые кислоты в макрофагах человека регулировать продукцию цитокинов, экспресиию рецепторов и фагоцитоз, биологи добавили в среду к альвеолярным макрофагам человека повышенную концентрацию EET. Выяснилось, что даже в макрофагах человека эпоксиэйкозатриеновые кислоты снижают активность фагоцитоза, снижают синтез цитокинов и рецепторов (p < 0,05).

Вместе все эти данные показывают, что эпоксигидролаза необходима для максимально эффективного иммунного ответа организма на патогенную бактерию Streptococcus pneumoniae. Ранее ученые предлагали использовать ингибиторы эпоксигидролазы для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, авторы данного исследования предостерегают, что увеличение концентрации EET может отрицательно влиять на эффективность врожденного иммунитета. Тем не менее, борьба с патогенными бактериями с помощью регуляции иммунного ответа может стать потенциально новым подходом к лечению пневмонии.

Ученые уже давно пытаются обойти резистентность бактерий к антибиотикам: находят слабые места во внешней мембране кишечной палочки, направляют к бактериям фагов, которые отбирают гены устойчивости. А в другой работе выяснили, что при борьбе бактерий с бактериофагами они становятся уязвимыми для антибиотиков.

Анастасия Сверкунова

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.