Исследователи из Тринити-колледжа Дублина и Пенсильванского университета обнаружили важную связь между часами нашего тела и иммунной системой, которая будет иметь отношение к лечению воспалительных и инфекционных заболеваний.
Их исследование, опубликованное на этой неделе в ведущем международном рецензируемом журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, как биологические часы внутри важных лейкоцитов (называемых макрофагами) останавливаются, когда они подвергаются воздействию бактерий. Важно отметить, что остановка часов позволяет клеткам активизироваться и воспаляться.
Сложный механизм включает фактор под названием miR155, который разрушает ключевой винтик в механизме часов под названием BMAL1. Это позволяет макрофагам производить ряд воспалительных белков, которые эффективно пробуждают и активируют иммунную систему.
Объясняя механизм, старший научный сотрудник Школы биохимии и иммунологии Тринити доктор Энни Кертис, ведущий автор статьи, сказала: "Это как если бы инфекция заставила сработать будильник в часах макрофагов."
Ученым давно известно, что иммунная система и биологические часы взаимосвязаны, и что наша иммунная система по-разному реагирует на бактерии в зависимости от времени суток, в которое она подвергается воздействию. Например, у мышей и людей иммунный ответ обычно сильнее в начале ночи по сравнению с ранним утром.
Исследователи обнаружили, что это зависит от уровня часового белка (BMAL1), присутствующего в макрофагах. BMAL1 действует как «демпфер» иммунной системы, и, поскольку уровни ниже ночью, иммунная система может быть более активной.
Почему это так, не совсем понятно, но менее активная иммунная система в течение дня (когда уровень BMAL1 выше) может означать, что наш организм не слишком реагирует на инфекции, которые с большей вероятностью возникнут, когда мы активны. и встреча с источниками инфекции. Однако, если нашим системам требуется большая реакция – например, когда мы инфицированы вирусом или бактериями – тогда макрофаги могут снизить уровень BMAL1, и они делают это через miR-155.
"Это была большая часть головоломки – мы знали, что выяснение того, что вызывает снижение BMAL1 в активированных макрофагах, будет важно для связи между иммунной и часовой системой," сказал профессор биохимии в Trinity Люк О’Нил, который является соавтором исследования.
Исследователи также показали, что индукция miR-155 больше вечером, чем утром, что объясняет, почему наш иммунный ответ более активен при переходе в ночное время.
"Могут быть моменты, например, во время острой инфекции, когда иммунной системе выгодно использовать miR-155, чтобы остановить часы макрофагов и позволить организму избавиться от инфекции," сказал профессор Гаррет Фитцджеральд из Университета Пенсильвании, один из ведущих авторов. Однако он добавил: "Когда воспаление присутствует в течение длительного периода времени, как в случае пациентов с хроническим заболеванием, таким как ревматоидный артрит, это постоянное нацеливание на часы может фактически ухудшить течение болезни."
Все вместе это исследование подчеркивает важную роль биологических часов в нашем иммунном ответе и дает обоснование для лечения иммунных расстройств в определенное время дня и использования методов лечения, которые восстанавливают часы в качестве противовоспалительных средств.
"Это может даже помочь нам бороться с раком, регулируя время, в течение которого мы проводим иммунотерапию рака, чтобы оно совпадало с ежедневным повышением и падением активности нашей иммунной системы," добавил доктор Кертис.
Работа поддержана грантами Европейского исследовательского совета, Ирландского научного фонда и Национальных институтов здравоохранения.