Ученые-биологи и иммунологи провели исследование, в результате которого прояснилась роль белка интелектин-2 (Itln2), чья функция долгое время была неизвестна. Работа исследователей продемонстрировала, что данный белок, являющийся частью древней системы защиты слизистых оболочек, функционирует как «двойной агент»: он не только повышает прочность защитного барьера кишечника, но и избирательно уничтожает разнообразные виды бактерий.
Интелектины представляют собой группу белков, продуцируемых слизистыми оболочками. Если функция первого из них, Itln1, была установлена, то роль интелектина-2 (Itln2) оставалась неясной. Медицинские работники отмечали изменения в концентрации этого белка при заражении паразитами или при развитии болезни Крона, однако механизм его действия оставался не понятен.
Обстоятельства усугублялись неожиданным обстоятельством: наиболее распространенные лабораторные мыши (линия C57BL/6), на которых на протяжении многих лет исследовали иммунитет, не обладают этим геном из-за старой мутации. Исследователи стремились разобраться в механизмах защиты кишечника, изучая животных, у которых был удален фрагмент этой защиты. Для устранения этой проблемы, авторы исследования, опубликованного в журнале Nature Компания Communications разработала уникальную линию мышей, у которых был восстановлен ген Itln2.
Благодаря использованию специализированных чипов, содержащих множество углеводов, ученым удалось установить, что Itln2 функционирует как высокочувствительный сканер. Он способен идентифицировать определенный сахар – терминальную β-D-галактопиранозу. Этот сахар является компонентом клеточных стенок и защитных оболочек у разнообразных бактерий, как полезных, так и патогенных, как грамположительных, так и грамотрицательных. Для бактерий эта молекула играет значимую роль в построении структуры. Однако, подобный тип галактозы присутствует и в организме человека, в частности, в муцинах – белках, формирующих слизь.
Выбранный объект воздействия даёт возможность белке функционировать в двух плоскостях. Прежде всего, это касается защиты: Itln2 обнаруживает сахар в муцинах слизи, формирует с ними связи и, подобно цементу, соединяет их. Благодаря этому защитный слой кишечника становится более плотным и труднопроницаемым для патогенов.
Во-вторых, в отношении атаки: белки идентифицируют бактерии по данному маркеру и воздействуют на них. Мышиный белок Itln2 непосредственно повреждает оболочки бактерий, приводя к их уничтожению. Человеческий аналог (hItln2) проявляет иной механизм действия: он объединяет бактерии в агрегаты, препятствуя их размножению.
Интересно, что белок может взаимодействовать как с бактериями, так и с клетками человека, поскольку в их структуре присутствуют необходимые сахара. При этом он уничтожает исключительно микроорганизмы, не повреждая ткани организма. Механизм, позволяющий ему различать клетки человека и бактериальные, остается невыясненным.
Согласно результатам исследования, интелектины представляют собой не просто антибиотики, а «древний эволюционный механизм», возникший у хордовых ещё до формирования сложной иммунной системы, включающей антитела, Т-лимфоциты и другие адаптивные компоненты.