07.04.2020
Споры многих видов плесени распространяются по воздуху и попадают в организм человека через дыхательные пути. А у кого функция иммунной системы нарушена по той или иной причине попадание в организм спор может привести к возникновению пневмомикоза (микоза легких), которое опасно для жизни. Подобные микозы могут развиться на фоне вирусных инфекций с тяжелым течением. Были опубликованы данные о возможном поражении легких спорами плесени у пациентов с коронавирусной инфекцией.
Биофизики МФТИ совместно с коллегами из Института биоорганической химии им. Шемякина и Овчинникова исследовали иммунную защиту легких от проникновения спор плесени. В работе, опубликованной в журнале Frontiers in Immunology, исследователи показали, как взаимодействуют клетки иммунной системы, защищая организм от патогенных спор.
Рисунок 1. Микрофотография иммунных клеток (цветные) на фоне клеток эпителия легких (серые).
Иммунная система человека состоит из сообщества клеток, в котором все участники сложным образом взаимодействуют между собой. Многие иммунные клетки подвижны, могут путешествовать с кровью и лимфой и перемещаться из одного органа в другой. Чаще всего иммунная реакция проявляется на коже и слизистых оболочках, которые выступают в роли защитных барьеров. С помощью иммунных клеток они предотвращают проникновение патогенов в организм, защищая его от инфекции.
В эпителии слизистой дыхательных путей «обитают» дендритные клетки. Названы они так потому, что имеют большое количество отростков, похожих на ветви дерева. Дендритные клетки в слизистой бронха были открыты около 20 лет назад. Долгое время считали, что эти клетки первыми распознают патогены и активируют иммунный ответ. До сих пор актуальным остается представление о том, что в ответ на попадание патогена дендритные клетки выделяют особые вещества, привлекающие другие клетки иммунной системы к месту потенциальной инфекции. Однако исследования последних лет показывают, что непосредственно с патогеном дендритные клетки, расположенные в эпителии слизистой дыхательных путей, не взаимодействуют. Как же тогда происходит распознавание, и что именно распознают дендритные клетки?
Рисунок 2. Дендритная клетка (зеленый цвет) в окружении нейтрофилов (голубой цвет).
Чтобы ответить на эти вопросы, авторы работы заглянули в бронхи мышей, инфицированных спорами плесневых грибов, при помощи наноскопа (конфокального лазерно-сканирующего микроскопа, созданного на базе Zeiss LSM780 в лаборатории перспективных исследований мембранных белков МФТИ). Исследования показали: дендритные клетки, расположенные в эпителии, не взаимодействовали с патогеном, в то время как сегментоядерные нейтрофилы — другой вид клеток иммунной системы, циркулирующий в кровотоке, — приходили в слизистую легкого и осуществляли фагоцитоз («поедание») спор плесени.
«Нейтрофилы проходят через стенку бронха, в том числе через слой эпителия, и в просвете дыхательного пути интернализуют споры плесени», — комментирует Андрей Богородский, сотрудник лаборатории перспективных исследований мембранных белков МФТИ.
Рисунок 3. Трехмерная реконструкция легкого мыши, полученная при помощи конфокального сканирующего микроскопа.
Но избыточный приток нейтрофилов тоже может быть опасен, предупреждают ученые. Массово погибая в процессе борьбы с инфекционным агентом, нейтрофилы разрушают ткани организма. Впервые авторы работы показали, что попадающие в слизистую бронха нейтрофилы взаимодействуют с дендритными клетками. Постоянно присутствующие в эпителии дендритные клетки не контактируют непосредственно с патогеном, однако вступают в контакт с одиночными нейтрофилами и их скоплениями. Таким образом, дендритные клетки, вероятно, поддерживают гомеостаз нашего организма, регулируя ответ иммунной системы и предотвращая чрезмерные реакции, которые способны нанести вред организму.
Изображения: пресс-служба МФТИ, Bogorodskiy AO, Front. Immunol
Нет комментариев