Цифры вызывают тревогу: по оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), около шести миллионов человек ежегодно умирают от сепсиса. Заболевание, обычно называемое «заражением крови», обычно начинается с безвредной инфекции.
Если это вызывает чрезмерную реакцию иммунной системы, собственная ткань тела может быть атакована и повреждена. Чрезмерная реакция в конечном итоге приводит к опасному для жизни коллапсу защитных сил организма.
Только в Германии от сепсиса умирает больше людей, чем от СПИДа, рака толстой кишки и рака груди вместе взятых.
Исследователи по всему миру ищут новые методы лечения – но пока напрасно. Междисциплинарная команда из областей структурной биологии, иммунологии и клеточной биологии впервые успешно произвела белок, который может сбалансировать чрезмерный иммунный ответ.
Язык иммунных клеток
В своей работе ученых вдохновила эволюция: мыши хорошо защищены от сепсиса своей иммунной системой. Здесь ключевую роль играют интерлейкины – мессенджеры, которые обеспечивают связь между клетками иммунной системы.
«Интерлейкины – это словарь, с которым связываются иммунные клетки», – объясняет Маттиас Файге, профессор биохимии клеточных белков в Техническом университете Мюнхена. Клетки образуют эти молекулы-мессенджеры в соответствии с очень специфической схемой отдельных аминокислот.
Их расположение определяет, какую трехмерную структуру принимает интерлейкин и, следовательно, какую информацию он передает.
У людей и мышей похожие, но разные словари. Исследователи обнаружили одно поразительное различие в интерлейкине-27-альфа. Эта молекула может высвобождаться клетками иммунной системы мыши, но не клетками человека, и регулирует функцию иммунных клеток.
«Используя компьютерные модели и клеточные биологические эксперименты, мы обнаружили, что одна структурно важная аминокислота определяет, высвобождается ли интерлейкин-27-альфа клетками иммунной системы», – объясняет Стефани Мюллер, первый автор исследования. "Это дало нам представление о том, как мы можем создать новые человеческие белки интерлейкина, которые выделяются клетками, чтобы мы могли производить их биотехнологическими методами."
Белки с новыми функциями из лаборатории
Затем команда подготовила модифицированный интерлейкин в лаборатории и проверила его биологические функции – с очень обнадеживающими результатами: сконструированная молекула-мессенджер распознается клетками человека. Первые анализы показывают, что он действительно может уравновесить чрезмерную реакцию иммунной системы, что делает его многообещающим кандидатом для терапии сепсиса.
«Наш подход позволил нам рационально расширить язык иммунных клеток, сконструировав ключевую сигнальную молекулу. Это дает нам возможность целенаправленно модулировать реакцию иммунных клеток. Такое открытие стало возможным только благодаря тесному сотрудничеству с иммунологами и клиницистами из TUM, Сорбонского университета в Париже и Центра им. Гельмгольца в Мюнхене », – говорит Файги.
Патент на новый протеин уже подан.