Недостаток аргинина может нарушать выработку белков, с помощью которых иммунная система распознаёт опухолевые и инфицированные клетки. В экспериментах на клеточных культурах и мышах увеличение содержания этой аминокислоты в рационе усиливало иммунный сигнал, уменьшало число опухолей толстой кишки и облегчало течение респираторных вирусных инфекций. Однако клиническая польза добавок аргинина для людей пока не доказана.
Как аргинин связан с иммунным распознаванием
Аргинин — аминокислота, необходимая для синтеза белков и ряда других биологических процессов. Организм способен вырабатывать её самостоятельно, а дополнительное количество поступает с белковой пищей. Изменение уровня аминокислот может влиять на обмен веществ и передачу сигналов внутри клеток, но их непосредственная роль в регуляции активности отдельных генов изучена значительно хуже.
Исследователи из Рокфеллеровского университета (The Rockefeller University) выяснили, что дефицит аргинина мешает клеткам производить белки главного комплекса гистосовместимости класса I (MHC-I). Эти молекулы располагаются на поверхности большинства клеток организма и демонстрируют Т-лимфоцитам фрагменты внутриклеточных белков. Благодаря этому иммунная система может обнаруживать клетки, в которых появились опухолевые мутации или размножается вирус.
Работа под руководством Сохаила Тавазои (Sohail F. Tavazoie) опубликована в журнале Cell.
Рибосомы останавливались при сборке белка
Первый автор исследования Цюшан У (Qiushuang Wu) изучила, как снижение уровня аргинина отражается на синтезе белков в клеточных культурах. При дефиците аминокислоты содержание 414 белков оказалось аномально низким.
Особое внимание исследователей привлекли три гена человеческого лейкоцитарного антигена (HLA), участвующие в образовании MHC-I. Белки MHC-I содержат сравнительно много остатков аргинина, поэтому для их сборки требуется постоянное поступление этой аминокислоты.
Эксперименты показали, что при нехватке аргинина рибосомы — клеточные структуры, собирающие белки по инструкции матричной рибонуклеиновой кислоты, — останавливались в процессе синтеза MHC-I. В результате на поверхности клеток появлялось меньше молекул, способных представить Т-лимфоцитам опухолевые или вирусные антигены.
Такой механизм потенциально позволяет опасным клеткам дольше оставаться незамеченными иммунной системой.
Эффект зависел от кодонов аргинина
Информация о последовательности белка записана в виде кодонов — сочетаний из трёх нуклеотидов. Каждый кодон соответствует определённой аминокислоте. Аргинин кодируется шестью разными кодонами.
Авторы пришли к выводу, что доступность аргинина может избирательно регулировать трансляцию — процесс синтеза белка по генетической инструкции. Белки, особенно богатые аргинином, сильнее зависят от количества этой аминокислоты в клетке.
Таким образом, питание или изменения обмена веществ могут влиять не только на общий белковый синтез, но и на производство конкретных молекул, важных для иммунной защиты.
У мышей уменьшилось число опухолей толстой кишки
Затем исследователи проверили влияние рациона с разным содержанием аргинина на мышиных моделях.
Животные, получавшие мало аргинина, образовывали больше опухолей толстой кишки. При повышенном содержании аминокислоты в рационе опухолей было меньше. Эти результаты согласуются с предполагаемым механизмом: усиленная выработка MHC-I могла облегчать иммунной системе распознавание изменённых клеток.
Вместе с Хайнцем-Генрихом Хоффманном (H. Heinrich Hoffmann) из лаборатории Чарльза Райса (Charles M. Rice) исследователи провели сходные эксперименты на мышиных моделях гриппа и инфекции, вызванной коронавирусом SARS-CoV-2.
У животных на рационе с высоким содержанием аргинина вирусные заболевания протекали легче. Кроме того, введение аргинина после заражения гриппом также улучшало показатели течения болезни.
Результаты пока нельзя переносить на пациентов
Исследование сочетало эксперименты на клеточных культурах и животных моделях. Оно раскрывает возможный биологический механизм, но не доказывает, что самостоятельный приём аргинина предотвращает рак или помогает лечить грипп и COVID-19 у людей.
Неизвестно, какая доза могла бы быть эффективной и безопасной для пациентов, какие группы получили бы пользу и как добавки взаимодействовали бы с противоопухолевыми или противовирусными препаратами. Кроме того, обмен аминокислот в опухолях неоднороден: аргинин может влиять не только на иммунные клетки, но и на сами злокачественные клетки.
Авторы считают перспективным изучение аргинина в клинических исследованиях, в частности в сочетании с иммунотерапией рака. До получения таких данных увеличивать дозу аргинина с помощью биологически активных добавок специально для профилактики или лечения заболеваний преждевременно.
Подробнее о других механизмах, с помощью которых опухолевые клетки изменяют взаимодействие с иммунной системой, можно прочитать в материале «Учёные нашли неожиданный путь, по которому иммунитет может атаковать рак».
Литература
Wu Q., Seydlitz L. M., Iakimov V., Hsu D. J., Habibzadeh P., Hoffmann H. H., Paty P. B., Rice C. M., Tavazoie S. F. Dietary arginine drives codon-dependent MHC class I translation and improves immunity in colon tumorigenesis and respiratory viral infection // Cell. — 2026. — DOI: 10.1016/j.cell.2026.07.020.