Древнее животное с потрясающей иммунной системой

Миноги — один из двух представителей надкласса бесчелюстных, доживших до наших дней. Они являются прямыми потомками примитивных позвоночных, населявших океаны 400 миллионов лет назад, и сохранили многие их черты. Это касается и системы приобретенного иммунитета, которая работает совсем не так, как у существ, обладающих челюстями.

У людей нейтрализацией новых угроз для организма занимаются В-лимфоциты, которые обеспечивают выработку антител. Но у миног белые кровяные тельца атакуют противника сами, не прибегая к помощи посредников. Эти клетки производят белки, которые называются вариабельными рецепторами лимфоцитов (variable lymphocyte receptors, VLR). Они по своему функционалу напоминают антитела позвоночных животных, однако кардинально отличаются от них по структуре и составу, благодаря чему обладают уникальными качествами.

Эти белки имеют форму подковы, в середине которой находится участок, прикрепляющийся к патогенам. Интересно то, что эта область может перестраиваться под конкретного «противника».

То есть VLR обеспечивают весьма специфический иммунный ответ, а благодаря своей «оригинальной» форме очень плотно захватывают патогены. Ученые установили, что эти различия, а также невероятная древность позволяют переменным рецепторам лимфоцитов распознавать болезнетворные агенты и реагировать на них способами, недоступными для антител позвоночных животных. И, по всей видимости, эти белки способны послужить и человеку. Ведь если они чрезвычайно надежно привязываются к конкретным целям, то такими для них можно назначить и то, что нужно медицине.




Например, можно было бы заставить VLR доставлять лекарства в те или иные части организма. В 2019 году в журнале «Science Advances» группа ученых из США рассказала, как им удалось добиться этой цели, пусть пока только у лабораторных мышей.

Исследователи изучали возможность использования VLR для лечения одной из разновидностей рака мозга, которая разрушает барьер между содержимым черепной коробки и остальным организмом. Это приводит к «обнажению» внеклеточного матрикса — запутанной сети белков и сахаров, окружающей клетки мозга. Проблема в данном случае крайне серьезна, так как эта структура соединяет между собой нейроны и «подсказывает» им, как выполнять свою работу. Когда внеклеточный матрикс становится уязвим для посторонних субстанций, работа мозга нарушается.

Исследователи решили, что VLR смогут доставить лекарства в область, где происходит разрушительное воздействие рака. Сначала ученые ввели в миног внеклеточный матрикс из мышиного мозга. Иммунная система миног ответила на это самым естественным для себя способом — произвела переменные рецепторы лимфоцитов, призванные дать отпор на это чужеродное вторжение. После этого исследователи выделили один VLR, прикрепившийся к клеткам матрикса и связали его с химиотерапевтическим препаратом, который называется доксорубицин. Получившуюся смесь ввели мышам больным раком мозга.

Как и ожидалось, рецепторы лимфоцитов, оказавшись в грызунах, заприметили свою цель, а именно внеклеточный матрикс, и присоединились к нему. Они доставили лекарство непосредственно в мозг, и никуда больше. Это значило, что токсичный препарат попал именно туда, куда следовало, не нанеся того обширного побочного эффекта, которым знаменита обычная химиотерапия. Немаловажный факт: процент выживаемости мышей, подвергшихся этому виду лечения, оказался гораздо выше, чем у тех, кого исцеляли другими методами.

Пока эксперименты проводились на мышах, но исследователям кажется, что этот вид терапии обладает огромным потенциалом, особенно при лечении онкологических заболеваний. Но и ими дело не ограничивается. Тот же самый механизм доставки может использоваться для борьбы с другими поражениями мозга, вроде болезни Альцгеймера и рассеянного склероза, при которых также происходит повреждение гематоэнцефалического барьера. Надо просто связать вариабельные рецепторы лимфоцитов миноги с медикаментами, применяющимися для лечения этих болезней.