Клетки TH17 (показаны зеленым), борющиеся с инфекциями в кишечнике, сами могут стать причиной болезни при нарушении циркадных ритмов
Сбой в работе биологических часов , настроенных на чередование 12-часовых периодов света и темноты, влечет за собой нарушения в иммунной системе. Одной из причин этого может служить взаимосвязь генов, «заводящих» биологические часы, с деятельностью определенного типа клеток иммунной системы, считают ученые.
Это открытие было сделано благодаря счастливому стечению обстоятельств, рассказывает иммунолог Лора Хупер, изучавшая вместе со своими коллегами белок NFIL3, который направляет развитие одних типов иммунных клеток и активизирует другие.
Исследователи отметили мутацию гена, кодирующего этот белок, у пациентов, страдающих воспалительными заболеваниями кишечного тракта, а в кишечниках мышей, лишенных этого гена, было обнаружено повышенное содержание клеток TH17.
Клетки T
H17 - один из типов
T-лимфоцитов, производящий
интерлейкин 17, который сигнализирует другим типам T-лимфоцитов усилить иммунный ответ. Нормальное количество T
H17, обитающих в кишечнике, помогает организму бороться с бактериальными и грибковыми инфекциями. Но когда их становится слишком много, иммунный ответ сам по себе способен вызвать заболевание.
Повышение уровня NFIL3 в лабораторной культуре T-лимфоцитов привело к тому, что среди них стало значительно меньше клеток TH17, и ученые сделали вывод, что в природе этот белок может играть роль ограничителя, не позволяющего T-лимфоцитам приобретать такую специализацию. В отсутствии NFIL3 активность TH17 резко возрастала.
На данном этапе работы у исследователей не было причин заподозрить связь NFIL3 с циркадными ритмами человеческого организма. Но дальнейшее изучение взаимосвязи NFIL3 и клеток TH17 показало, что некоторые белки, кодируемые генами, вовлеченными в работу биологических часов, связываются с NFIL3. Ученые предположили, что объемы производства NFIL3 таким образом синхронизируются с темными и светлыми периодами. Действительно, в организмах мышей было отмечено снижение количества NFIL3 (и, следовательно, повышение количества клеток TH17) в течение дня по сравнению с ночным периодом.
В заключительном эксперименте ученые устроили подопытным мышам «джетлаг», смещая светлые и темные периоды суток на 6 часов каждые 4 дня. Это было похоже на перелеты из США в Европу, Индию и Японию с четырехдневным нахождением в каждой из стран. У мышей, живших в таком режиме, количество TH17 в селезенке и кишечнике возросло почти в 2 раза. Также они продемонстрировали более интенсивную реакцию в медицинском исследовании иммунного ответа, что может говорить о склонности этих мышей к воспалительным заболеваниям.
Воспаление лежит в основе многих хронических заболеваний, таких как болезни сердца, астма, и многие заболевания, названия которых заканчивается на «-ит»: бурсит, дерматит, и др. Данное исследование в очередной раз подтверждает, что для сохранения иммунного равновесия необходимо соблюдать баланс периодов сна и бодрствования в соответствии с темным и светлым временем суток. Впрочем, ученые предостерегают от однозначной трактовки результатов исследования, поскольку нарушения работы иммунной системы, последовавшие за «сменой часовых поясов», могли быть вызваны и другими причинами: действием гормонов стресса, активностью кишечных бактерий и других типов Т-лимфоцитов. Дальнейшие исследования позволят лучше понять взаимосвязь между циркадными ритмами и работой иммунных клеток.
