Бета-амилоид – компонент врожденного иммунитета?
В статье «The Alzheimer's Disease-Associated Amyloid β-Protein Is an Antimicrobial Peptide», опубликованной в журнале PLoS One от 3 марта, исследователи, работающие под руководством Роберта Моира (Robert D. Moir) из Центральной больницы штата Массачусетс, описывают полученные ими доказательства антимикробных свойств бета-амилоида. Судя по всему, этот белок является компонентом врожденного иммунитета, обеспечивающим защиту организма от широкого спектра патогенов.
Врожденный иммунитет является первой линией защиты организма от проникающих в него патогенов. Запуск механизмов врожденного иммунного ответа обеспечивает быструю мобилизацию лейкоцитов и химических факторов, таких как цитокины и антимикробные пептиды, на борьбу с бактериями, вирусами, грибками и даже опухолевыми клетками. Антитела и другие компоненты приобретенного иммунного ответа практически не проникают в окруженные гематоэнцефалическим барьером ткани головного мозга, поэтому защита центральной нервной системы от инфекций преимущественно является задачей антимикробных пептидов.
Бета-амилоид токсичен для нейронов и его накопление, приводящее к появлению характерных бляшек в тканях мозга пациентов с болезнью Альцгеймера, считается причиной развивающихся при этом заболевании симптомов нейродегенерации. Этот протеин является продуктом ферментативного расщепления более крупных молекул белка-предшественника, при котором образуется несколько типов молекул бета-амилоида. Наиболее распространенные из них – бета-амилоид-40 и бета-амилоид-42 – особенно склонны к формированию токсичных бляшек. Известно, что бета-амилоид стимулирует воспалительные процессы, а его биологическая активность до сих пор считалась исключительно патогенной. Однако авторы получили доказательства того, что на самом деле бета-амилоид обладает антимикробными свойствами и может играть важную роль в защите головного мозга от инфекций.
Сначала ученые заметили, что бета-амилоид обладает определенным физическим, химическим и биологическим сходством с антимикробными белками, в особенности человеческим кателицидином LL-37. С целью изучения этого феномена они провели параллельное тестирование микробицидной активности бета-амилоидов-40 и -42 и LL-37 с помощью панели из 15 наиболее важных патогенов. В результате оказалось, что бета-амилоид подавляет рост восьми из них. При этом, по сравнению с LL-37, бета-амилоид-40 был более эффективен против семи, а бета-амилоид-42 – против шести из этих микроорганизмов, в том числе против дрожжеподобного грибка Candida albicans и определенных штаммов листерий, стрептококков и стафилококков.
Для изучения антимикробной активности бета-амилоида, ассоциированного с болезнью Альцгеймера, исследователи протестировали способность посмертных образцов гомогенизированной ткани мозга пациентов с болезнью Альцгеймера и контрольных индивидуумов такого же возраста подавлять рост дрожжеподобного грибка Candida albicans в культуре. Наибольшая концентрация бета-амилоидных бляшек, как правило, наблюдается в лобных долях головного мозга, и образцы этих участков мозга пациентов с болезнью Альцгеймера в значительной степени подавляли рост грибков, чего не наблюдалось в культурах, в которые вносили контрольные образцы ткани. При этом степень микробицидности образцов была прямо пропорциональна количеству содержащегося в них бета-амилоида, а внесение в культуру антител к бета-амилоиду возобновляло рост возбудителей. Результаты второго эксперимента, при проведении которого использовались образцы ткани мозжечка, для которого характерно наиболее низкое содержание бета-амилоида, как в экспериментальной, так и в контрольной постановках продемонстрировали отсутствие антимикробной активности.
Авторы предполагают, что продолжительная активация механизмов врожденного иммунитета в результате хронической или перенесенной инфекции центральной нервной системы может приводить к избыточной продукции и накоплению бета-амилоида. Известные факторы риска развития болезни Альцгеймера, такие как инсульт, черепно-мозговые травмы и воздействие определенных анестетиков, также могут запускать механизмы врожденного иммунного ответа и стимулировать продукцию бета-амилоида.
Тогда как редкая мутация, непосредственно вызывающая развитие наследственной формы болезни Альцгеймера, стимулирует синтез бета-амилоида-42, несколько недавно идентифицированных генов, предположительно играющих роль в патогенезе заболевания, участвуют в формировании врожденного иммунитета. В настоящее время исследователи проверяют гипотезу, согласно которой комплекс генетических факторов может повышать вероятность развития болезни Альцгеймера посредством активации механизмов врожденного иммунитета и, соответственно, стимуляции синтеза бета-амилоида.
Авторы считают, что идентификация патогенов, наиболее склонных к запуску синтеза бета-амилоида, позволит разработать методы профилактики и подавления этого механизма, например, посредством иммунизации.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Massachusetts General Hospital: Alzheimer's-associated protein may be part of the innate immune system.
09.03.2010