Описано молекулярний механізм реверсії хронічного запалення

Імунореактивність, системне запалення, біологічне старіння

Хронічний запальний процес внаслідок тривалого впливу стресових і токсичних факторів на тлі пролонгованого напруження адаптаційних можливостей імунної системи організму з часом може стати передумовою розвитку широкого спектра неінфекційних хронічних захворювань — від хвороби Альцгеймера та Паркінсона до цукрового діабету й онкологічної патології. Нині відомо й доведено можливість сповільнення швидкості біологічного старіння організму. Однак залишалися неуточненими питання діапазону реверсії станів, які тією чи іншою мірою пов’язані з процесами старіння. Зокрема, взаємний вплив імунореактивності та метаболічних процесів на пандемію такого захворювання, як цукровий діабет, залишався невідомим.

У новому дослідженні, представленому вченими Каліфорнійського університету в Берклі (The University of California, Berkeley), США, повідомляється про молекулярний механізм, що діє за принципом перемикача, спрямовуючи каскад імунних реакцій організму та регулюючи таким чином процес хронічного запалення. На думку дослідників, подібне відкриття з часом може привести до розроблення нових напрямів терапії, спрямованих на пригнічення розвитку чи навіть реверсію багатьох хронічних неінфекційних захворювань, пов’язаних із процесами старіння організму. Стаття за матеріалами дослідження опублікована в журналі «Cell Metabolism» 6 лютого 2020 р.

Передумови та дизайн дослідження

Попередніми дослідженнями командою вчених під керівництвом Даніки Чен (Danica Chen), доцента кафедри метаболічної біології, дієтології та токсикології Каліфорнійського університету в Берклі, продемонстровано можливості омолодження стовбурових клітин від осіб похилого віку. Тому метою наступного дослідного проєкту стало вивчення діапазону можливостей реверсії біологічного старіння. Для вирішення поставленого завдання науковці зосередили увагу на вивченні патофізіологічних станів, таких як запалення та резистентність до інсуліну, які патогенетично пов’язані з дегенеративними процесами і захворюваннями, асоційованими зі старінням організму.

Так, у своїй новій роботі дослідники представили докази того, що набір імунопротеїнів — NLRP3-інфламасоми, що відповідають за ідентифікацію потенційних загроз в організмі та виступають тригером реакції запалення, — може бути деактивовано шляхом деацетилювання. Відомо, що гіперактивність NLRP3-інфламасом пов’язана з розвитком багатьох хронічних патологій, включаючи розсіяний склероз, онкологічні захворювання, цукровий діабет і деменцію. Спираючись на отримані результати, автори висловили припущення про те, що застосування лікарських засобів, вплив яких спрямований на деацетилювання, а отже, блокування NLRP3-інфламасом, можуть бути корисними для профілактики та лікування у разі зазначених патологій і, можливо, навіть ширшого спектра захворювань, що супроводжуються віковими дегенеративними змінами.

У ході дослідження та вивчення особливостей молекулярних механізмів активності макрофагів встановлено, що протеїн, відомий як SIRT2, відповідає за процес ацетилювання інфламасом NLRP3. Спостерігаючи за лабораторними гризунами з генетичною мутацією, яка зумовлювала блокаду експресії SIRT2, дослідники виявили, що тварини зрілого віку (≥2 роки) демонстрували значно більше ознак системного запалення порівняно з контрольною групою гризунів дикої лінії. Крім того, у цих гризунів відзначали більш явні прояви інсулінорезистентності — стану, асоційованого з розвитком цукрового діабету 2-го типу та метаболічного синдрому.

Деацетилювання інфламасом NLRP3 та реверсія старіння

Крім того, дослідники спостерігали за станом гризунів, які перенесли вплив радіоактивних чинників з подальшим відновленням їхньої імунної системи стовбуровими клітинами крові, що продукували деацетильовану чи ацетильовану ізоформу NLRP3-інфламасоми. Тварини, яким імплантували деацетильований варіант (off-версію) стовбурових клітин, за 6 тиж мали більш оптимальні показники чутливості до інсуліну. Фактично отримані результати свідчать про те, що блокування зазначеного імунного механізму здатне змінювати напрям розвитку метаболічних процесів в організмі.

Підсумовуючи висновки, дослідники зазначили практичну цінність отриманих даних для пошуку нових підходів у лікуванні основних хронічних неінфекційних захворювань людини. Крім того, автори підкреслили важливість розуміння загального принципу оборотності станів, пов’язаних зі старінням, що дозволить усвідомлено використовувати це знання у розробленні відповідних терапевтичних стратегій.

Долучайтеся до нас у Viber-спільноті, Telegram-каналі, Instagram, на сторінці Facebook, а також Twitter, щоб першими отримувати найсвіжіші та найактуальніші новини зі світу медицини.

• He M., Chiang H.-H., Luo H. et al. (2020) An acetylation switch of the NLRP3 inflammasome regulates aging-associated chronic inflammation and insulin resistance. Cell Metab., Feb. 6. DOI: 10.1016/j.cmet.2020.01.009.

Наталія Савельєва-Кулик