Исследования показывают, что лактат опосредует тренировку наших врожденных защитных механизмов
Вакцина БЦЖ защищает от туберкулеза, но, вызывая тренированный иммунитет, она также защищает от многих других респираторных инфекций. Международное исследование, проведенное Медицинским центром Университета Радбауда, показывает, как работает этот процесс. Лактат, продукт масштабированного производства энергии, по-видимому, играет ведущую роль.
Иммунная система защищает людей двумя способами. Врожденный иммунитет защищает нас с рождения от многих бактерий и вирусов, в то время как адаптивный иммунитет создает защиту от отдельных патогенов после перенесенной инфекции. Адаптивной иммунной системе помогают вакцины, которые защищают нас от новых патогенов без необходимости проходить через инфекцию. Таким образом, вакцины вносят большой вклад в наше здоровье.
Вакцина БЦЖ и обученная защита
Некоторые вакцины не только информируют адаптивную иммунную систему о конкретном патогене, но и немедленно повышают общую бдительность врожденных защитных сил нашего организма. Так обстоит дело с вакциной БЦЖ.
Эта вакцина помогает адаптивной иммунной системе бороться с бактериями туберкулеза очень целенаправленно. Но БЦЖ также снижает детскую смертность за счет снижения других инфекций. Последнее происходит через механизм, называемый «тренированный иммунитет». По-видимому, вакцина БЦЖ также повышает врожденный иммунитет до повышенного состояния готовности, поэтому она борется с другими респираторными инфекциями в дополнение к туберкулезу.
Базовый механизм
Исследователи хотели бы точно знать, как это работает. Как вакцина БЦЖ заставляет врожденные защитные механизмы быть более бдительными к инфекциям от множества микроорганизмов в течение определенного периода времени? Или, говоря другими словами, что заставляет врожденные защитные механизмы функционировать как обученные?
Международная исследовательская группа под руководством Михая Нетеа из Радбоудумца отвечает на этот вопрос в статье в журнале Cell .
Атанасиос Зиогас, также из Радбоудумца и первый автор, сказал: «Чтобы сохранить информацию, полученную от вакцины БЦЖ, врожденные иммунные клетки должны изменить как свой метаболизм, так и активность транскрипции генов. С технической точки зрения, они должны претерпеть как метаболические, так и эпигенетические изменения , которые приводят к эпигенетической памяти , молекулярной основе тренированного иммунитета».
«Эпигенетическая память подобна размещению заметок на важных страницах ДНК, помогая иммунным клеткам более эффективно находить и читать эти инструкции в следующий раз, когда они понадобятся».
Потребление сахара и лактат
Известно, что тренированные врожденные иммунные клетки потребляют больше глюкозы (сахара), а также производят дополнительный лактат (молочную кислоту) в этом процессе. Повышенное преобразование сахара соответствует изменению, необходимому для тренированного иммунитета, но роль лактата неясна.
Зиогас добавляет: «До недавнего времени лактат считался отходом производства энергии, не имеющим никакой дальнейшей функции. Примерно несколько лет назад это постепенно изменилось. Фактически, появляется все больше доказательств того, что лактат может связываться с белками, регулирующими упаковку ДНК, называемыми гистонами, и вызывать эпигенетическую модификацию, известную как лактилирование гистонов».
«Согласно последним исследованиям, этот процесс может даже участвовать во включении или выключении генов. Это поднимает вопрос о том, может ли лактат играть роль в эпигенетической регуляции тренированного иммунитета».
Молекулярный тренажер
«В этом проекте мы исследовали, может ли выработка лактата изменить архитектуру нашей ДНК в иммунных клетках, включая или выключая гены, и участвует ли она в тренированном иммунитете», — говорит Нетеа.
«У здоровых добровольцев, вакцинированных БЦЖ, мы действительно увидели связь между выработкой лактата и реакцией цитокинов в клетках врожденного иммунитета . Мы также обнаружили, что изменения в архитектуре ДНК, вызванные лактатом, активируют определенные гены, участвующие в воспалительных процессах у вакцинированных БЦЖ лиц в течение как минимум трех месяцев.
«Более того, мы показали, что при подавлении выработки лактата снижается и тренированный иммунитет. Все это указывает на то, что лактат действительно может направлять врожденную иммунную систему на тренированный иммунитет. Таким образом, лактат, по-видимому, является молекулярным тренером нашей врожденной защиты».