Согласно новому исследованию, проведенному в рамках многопрофильного сотрудничества под руководством исследователей Weill Cornell Medicine, недостаток ключевых питательных веществ в иммунных клетках блокирует их способность вызывать аллергическую реакцию. Полученные данные показывают, как питательные вещества помогают вызывать воспаление тканей, вызванное иммунной системой, – понимание, которое может привести к новым методам лечения широкого спектра воспалительных состояний, от сенной лихорадки и пищевой аллергии до астмы, хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) и идиопатической легочной болезни. фиброз (IPF).
Ученые знают как из модельных систем на животных, так и из исследований на пациентах, что класс иммунных клеток, называемых врожденными лимфоидными клетками (ВЛК), играет роль в распространении аллергических заболеваний в легких и других органах. В этом новом исследовании, опубликованном 4 апреля в журнале Nature Immunology, исследователи Weill Cornell Medicine обнаружили, что подавление активности фермента под названием аргиназа-1 изменяет метаболизм внутри ILC, прекращая поступление важных питательных веществ. Кроме того, нарушение этого метаболического пути у мышей отключает патологические иммунные реакции, которые в противном случае способствовали бы аллергическому воспалению в легких.
"Эти открытия очень интересны и побуждают нас глубже изучить, как регулируется иммунная система в контексте здоровья и хронических воспалительных заболеваний," сказал старший следователь д-р. Дэвид Артис, директор Института исследований воспалительных заболеваний кишечника Джилл Робертс и профессор иммунологии Майкла Корса в Weill Cornell Medicine. "Этот отчет дает нам новое понимание механизма, позволяющее понять, как мы могли бы разработать более селективные препараты, специально нацеленные на ILC, для лечения ряда аллергических заболеваний."
Исследователи во главе с первым автором Лорелом Монтичелли, научным сотрудником лаборатории Артиса, использовали мышей, генетически модифицированных для удаления гена аргиназы-1 в ILC, оставив остальную часть иммунной системы нетронутой. Они обнаружили, что когда генно-инженерные мыши подвергались воздействию аллергена папаина, полученного из растения папайи, у мышей не возникала аллергическая реакция, что, в свою очередь, предотвращало развитие воспаления легких. Далее Монтичелли и ее коллеги показали, что отсутствие аллергической реакции связано с отсутствием фермента аргиназы-1, который обычно обеспечивает клетки энергией, расщепляя аминокислоту аргинин на другие метаболические питательные вещества, необходимые для ILC. Без этих питательных веществ ИЛЦ по существу голодали и становились неспособными к размножению или функционированию.
Чтобы изучить потенциальные клинические последствия этих открытий для болезней человека, исследователи Weill Cornell Medicine проанализировали образцы легочной ткани пациентов с хроническими воспалительными заболеваниями легких, ХОБЛ или IPF. Исследователи изучили ИЛЦ человека в этих воспаленных тканях и обнаружили доказательства того, что эти клетки экспрессируют аргиназу-1.
"Хотя это еще только начало исследования, наш анализ на пациентах, в сочетании с исследованиями на мышах, предполагает, что изменение метаболизма аргиназы-1 в этих врожденных иммунных клетках может стать терапевтической мишенью для множественных воспалительных заболеваний," Монтичелли сказал.
Аллергия является шестой по значимости причиной хронических заболеваний в Соединенных Штатах, ежегодные расходы которой превышают 18 миллиардов долларов. Ежегодно более 50 миллионов американцев страдают аллергией. Выводы исследователей имеют значение для широкого спектра аллергических заболеваний. Одним из таких условий является "аллергический марш," медицинское явление у детей, при котором одно аллергическое заболевание, такое как экзема, быстро прогрессирует до нескольких аллергических заболеваний, включая астму и опасную для жизни пищевую аллергию. Поскольку было показано, что ILC вносят вклад в воспаление тканей и иммунитет при множественных заболеваниях, а не только в легких, исследователи считают, что вполне возможно, что методы лечения, направленные на изменение метаболизма аргиназы-1 в этих клетках, могут облегчить воспаление, вызванное различными заболеваниями. аллергических заболеваний.