Длительное употребление избыточного количества сахара и других углеводов может повысить вероятность возникновения аутоиммунных заболеваний. У таких пациентов иммунная система начинает атаковать собственные клетки, что приводит к развитию, например, хронических воспалительных заболеваний кишечника, щитовидной железы и диабета первого типа. Работа немецких исследователей позволит выявить новые цели для лечения ряда подобных недугов.
Аутоиммунные заболевания имеют сложные и многогранные молекулярные основы. Исследователи из Вюрцбургского университета имени Юлиуса и Максимилиана (Германия) провели исследование, в результате которого им удалось выявить новые аспекты этих процессов. Их работа, опубликованная в журнале Cell Metabolism, согласуется с общепринятым мнением о том, что избыточное потребление глюкозы и других углеводов может приводить к нарушению работы клеток иммунной системы, тогда как ограничение калорийности рациона потенциально способно оказывать положительное влияние при лечении иммунных заболеваний.
Вместе со своей командой доктор Мартин Вэт разработал ( Martin Väth) исследование, проведенное специалистами из Института системной иммунологии Вюрцбургского университета, выявило важную роль специфического белка — переносчика глюкозы GLUT3, который присутствует в мембранах многих клеток, включая иммунные. В ходе работы было установлено, что в иммунных Т-клетках данный белок, помимо своей основной задачи – транспортировки глюкозы внутрь клетки для обеспечения энергией, выполняет также и дополнительные регуляторные функции.
Т-клетки, также известные как Т-лимфоциты, выполняют ключевую функцию в адаптивном иммунном ответе, идентифицируя и устраняя клетки, содержащие антигены, отличные от собственных. Особое внимание исследователи уделяют недавно открытой популяции Т-хелперов – Т-хелперным клеткам типа 17, или Th17-лимфоцитам, которые оказывают существенное влияние на контроль воспалительных и аутовоспалительных реакций. Главная функция Т-хелперов заключается в выявлении потенциальных опасностей и поддержке иммунного ответа посредством активации других клеток иммунной системы.
«По словам доктора Вэта, клетки Th17 характеризуются высокой экспрессией белка GLUT3, который интегрируется в их мембраны. После того, как глюкоза поглощается посредством белка GLUT3, она проходит через ряд преобразований в митохондриях и цитоплазме клеток, в результате чего образуется ацетил-кофермент А (ацетил-КоА) – соединение, необходимое для функционирования любой клетки. Ацетил-КоА, в свою очередь, вовлечен во множество метаболических процессов, включая выработку энергии, а в иммунных клетках, обладающих воспалительной активностью (Th17), он также выполняет дополнительные регуляторные роли.
Исследование, проведенное доктором Ветом и его коллегами, продемонстрировало, что этот метаболический интермедиат способен влиять на регуляцию активности различных участков ДНК. В частности, ацетил-КоА стимулирует Th17-лимфоциты к увеличению выработки провоспалительных цитокинов — сигнальных молекул, передающих другим клеткам иммунной системы информацию о необходимости начать или интенсифицировать воспалительный процесс. Следовательно, избыточное потребление глюкозы приводит к повышенному накоплению ацетил-КоА в Th17-лимфоцитах, что оказывает непосредственное воздействие на активность генов, ответственных за воспаление.
Исследователи полагают, что полученные результаты могут способствовать созданию инновационных методов адресной терапии аутоиммунных расстройств. В частности, подавление синтеза ацетил-КоА, зависящего от GLUT3, с помощью гидроксицитрата – биологически активной добавки, применяемой для коррекции массы тела – может уменьшать вредоносное воздействие клеток Th17 и снижать интенсивность воспалительных и патологических изменений, обусловленных избыточными иммунными и аутоиммунными ответами.
Метаболическая перенастройка Т-лимфоцитов предоставляет перспективы для терапии ряда аутоиммунных расстройств, включая хронические воспалительные заболевания кишечника (болезнь Крона и язвенный колит), заболевания щитовидной железы и сахарный диабет первого типа (сопровождающийся разрушением инсулин-продуцирующих клеток), при этом сохраняются защитные свойства иммунных клеток.