Для того чтобы иммунная система могла выявлять патогены и обезвреживать их, она должна уметь распознавать бесчисленное множество различных веществ, чужеродных для организма, и реагировать на них. Ученые открыли, как В-клетки иммунной системы могут быть активированы веществами в окружающей среде. В соответствии с этим молекулы рецепторов на поверхности В-клеток становятся активными только тогда, когда субъединицы рецепторов отделяются друг от друга после связывания с чужеродными веществами.
Результаты переворачивают предыдущее представление об активации рецепторов В-клеток с ног на голову. Исследователи из Института иммунобиологии Макса Планка и Центра изучения биологических сигналов BIOSS при Фрайбургском университете пишут в научном журнале Nature, что они, возможно, могут внести свой вклад в разработку новых стратегий вакцинации или методов лечения против В-клеточных опухолей..
Сверхактивные рецепторы
Многие заболевания человека, такие как растущее число аутоиммунных заболеваний или В-клеточных опухолей, таких как лейкемия или рак лимфатических узлов, вызваны сверхактивными рецепторами на поверхности лейкоцитов - так называемыми В-лимфоцитами, или В-клетки для краткости. Каждая В-клетка имеет на своей поверхности до 120 000 В-клеточных рецепторов, и активация этих рецепторов стимулирует выработку клетками антител.
Рецепторы работают по принципу ключ-замок, при котором только подходящее вещество - ключ - может активировать рецептор (замок) и вызвать иммунный ответ. Когда миллионы ключей могут открыть замок, как этот замок работает и как мы защищены от устойчивой иммунной гиперактивности.
Объяснение активации иммунной системы
Исследователи Цзянин Ян и Майкл Рет теперь нашли ответ, объясняющий проблему активации иммунной системы. Используя методы синтетической биологии, они воссоздали В-клеточный рецептор мыши в клетке плодовой мушки. В отличие от предыдущих исследований, ее интересовал рецептор на спящих В-клетках, то есть на клетках, которые еще не были активированы.
Удивительный результат: рецептор покоящихся В-клеток состоит из нескольких различных субъединиц и образует так называемые олигомеры. В этой форме покрываются участки рецепторов, важные для передачи сигнала. Если подходящий партнер по связыванию связывается с рецептором, олигомеры распадаются, и отдельные субъединицы могут становиться активными.
„Процесс разделения в значительной степени не зависит от структуры партнера по связыванию. Это объясняет, почему рецептор В-клеток может быть активирован тысячами различных веществ», - объясняет Рет, который проводит исследования в Институте иммунобиологии Макса Планка. Открытие того, что субъединицы рецептора В-клеток образуют упорядоченные олигомерные комплексы, также предполагает, что рецепторы покоящихся В-клеток активируются только в четко определенных условиях.
Традиционная доктрина опровергнута
По мнению ученых, новая модель активации рецептора противоречит ранее принятой доктрине. Тогда считалось, что рецепторы присутствуют в клеточной мембране в неупорядоченном виде и собираются только после контакта с партнером по связыванию.
«Напротив, наша новая модель основана на растворении, а не на формировании специфической рецепторной структуры. Это поворотный момент в иммунологических исследованиях и, возможно, в клеточной биологии в целом», - подчеркивает Рет. По-видимому, и другие рецепторные молекулы в состоянии покоя образуют олигомеры, которые становятся активными только тогда, когда распадаются на свои субъединицы или изменяют свою конформацию.