Российские учёные выяснили, что белки крови по-разному влияют на движение и свойства ключевых клеток врождённого иммунитета — нейтрофилов. Полученные результаты будут полезны для разработки новых подходов к диагностике и терапии различных заболеваний.
Нейтрофилы — это первые клетки, которые реагируют на инфекцию или повреждение тканей. Они быстро перемещаются из крови в очаг воспаления, где уничтожают патогены. От того, насколько быстро и эффективно они двигаются, напрямую зависит сила иммунного ответа.
Исследователи НИТУ МИСИС, ПИЯФ им. Б. П. Константинова, МГУ имени М. В. Ломоносова, СПбПУ и НИИ гриппа им. А.А. Смородинцева сосредоточились на том, как на поведение этих клеток влияют в острой фазе воспаления белки фибриноген и церулоплазмин — вещества, концентрация которых в крови меняется при заболеваниях. Эксперименты показали, что взаимодействие с фибриногеном делает часть нейтрофилов более «гибкими» и подвижными: клетки быстрее меняют форму и активнее перемещаются. В отдельных группах клеток скорость движения увеличивалась почти в полтора раза по сравнению с контрольными значениями. Церулоплазмин, напротив, снижает подвижность нейтрофилов. Клетки становятся более стабильными по форме, медленнее перемещаются и хуже изменяют свою поверхность. Это может затруднять их выход из кровеносных сосудов и движение к очагу воспаления.
«Университет МИСИС на протяжении ряда лет ведёт исследования для биомедицины, которые позволяют облегчить диагностику и подбор терапии, улучшить качество жизни тысяч пациентов. Учёные вуза, под руководством молодого доктора физико-математических наук Александра Ерофеева, изучили поведение нейтрофилов с помощью ионно-проводящего микроскопа, который даёт возможность в реальном времени отслеживать изменения живых клеток без воздействия на них. В уникальной сканирующей установке НИТУ МИСИС эксперимент был приближен к условиям, в которых нейтрофилы работают в организме. Результаты исследования помогут лучше понять, как тело реагирует на воспаление и защищается от инфекций», — рассказала ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова.
В перспективе такие исследования помогут лучше понимать и управлять иммунным ответом — например, усиливать его при инфекциях или, наоборот, снижать при избыточном воспалении.
«Ключевым результатом работы стало понимание того, что белки влияют не только на скорость движения, но и на „жёсткость“ клеток — их механические свойства. Эти параметры определяют способность нейтрофилов проходить через ткани и выполнять свою защитную функцию. Интересно, что реакция клеток оказалась различной: внутри одной и той же выборки формировались группы нейтрофилов с разной скоростью движения. Это подтверждает, что иммунные клетки могут вести себя по-разному даже в одинаковых условиях», — сказал д.ф.-м.н. Александр Ерофеев, заведующий лабораторией биофизики НИТУ МИСИС.
Подробности исследования опубликованы в научном журнале ChemBioChem (Q1).
«Полученные данные важны не только для фундаментальной науки. Поскольку уровень фибриногена и церулоплазмина меняется при различных заболеваниях, их влияние на поведение нейтрофилов может использоваться для более точной диагностики и оценки течения воспалительных процессов», — добавил инженер-исследователь лаборатории биофизики НИТУ МИСИС Василий Колмогоров.
Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ (тема № 1023031500033-1-1.6.7) и при поддержке гранта Российского научного фонда (грант №
