Удаление гена биологических часов защищает мышей от пневмонии

Удаление гена биологических часов BMAL1 делает защитные клетки, поглощающие бактерии, более устойчивыми к патогенам, обнаружено в исследовании Манчестерского университета (University of Manchester) и Оксфордского университета (University of Oxford), которое опубликовано в научном журнале PNAS.

Актуальность проблемы

У большинства живых существ есть внутренние биологические часы организма, которые регулируют время сна и пробуждения. Сложный набор генов, которые имеют свойство включаться и выключаться, заставляет биологические часы организма работать 24 часа, и ген, известный под аббревиатурой BMAL1, является одним из главных регуляторов этих часов, контролируя многие другие гены.

Материалы и методы обследования

Чтобы выяснить, как биологические часы могут повлиять на клетки организма, борющиеся с инфекцией, соавтор исследования Гарет Китчен (Gareth Kitchen) из Манчестерского университета генетически спроектировал мышей с удаленным геном BMAL1. Ученые также решили выяснить, что делает этих мышей устойчивыми к пневмонии, и сосредоточились на ключевой иммунной клетке, известной как макрофаг. 

Макрофаги — это специализированные клетки крови и тканей, которые обнаруживают, поглощают и в конечном итоге уничтожают бактерии и другие вредные организмы, попадающие в организм. 

Результаты научной работы

Это первое исследование, в котором обнаружено, что ген биологических часов влияет на устойчивость к бактериальной пневмонии, смертельному заболеванию, ответственному за 5% всех смертей ежегодно в Великобритании. Внутренние биологические часы организма не согласуются с окружающей средой, поэтому организм испытывает смену часовых поясов, но совсем недавно ученые также обнаружили, что биологические часы организма также влияют на иммунитет.

“Мы обнаружили, что организм мышей слабее в борьбе с пневмококковыми бактериями, которые вызывают пневмонию при заражении в течение дня, по сравнению с заражением инфекцией ночью”, — комментирует автор исследования Дэвид Рэй (David Ray). Но мы понятия не имели, как это происходит. Мы были очень удивлены, обнаружив, что мыши, у которых отсутствовал ген BMAL1, были более устойчивы к бактериальной пневмонии”.

Исследователи обнаружили, что удаление гена BMAL1 в макрофагах перегружает их, делая их более мобильными и способными лучше поглощать и уничтожать бактерии, как в чашке Петри, так и в организме мышей. Делеция BMAL1 представляет собой каскад изменений, которые в конечном итоге запускают переключатель,  делающий «скелет» макрофагов (состоящий из белка, называемого актином) менее жестким, что облегчает клеткам перемещение и поглощение бактерий. Это показывает, что именно укрепление актинового скелета клеток делало их более эффективными в борьбе с патогенами.

«По мере того как мы вступаем в эру бактериальной устойчивости к антибиотикам, становится все более и более важным понять, как работает наш врожденный иммунитет», — добавляет Рэй. «Мы могли бы использовать некоторые из препаратов, которые в настоящее время тестируются, способные изменять биологические часы организма, чтобы модифицировать макрофаги».

Авторы другого исследования утверждают, что макрофаги усиливают противовоспалительную функцию иммунной системы.

Учредитель издания МКБ11, редактор, автор статей.
Врач ультразвуковой диагностики, терапевт.
Клиника Веронамед, Санкт-Петербург
E-mail: info@medicalinsider.ru

МКБ-11