В исследовании группы из Боннского университета обнаружено, что иммунные клетки определяют патогены с помощью компонентов врожденного иммунитета — Толл-подобных рецепторов, позволяющих организму распознать заражение и запустить защитную реакцию.
Рецепторы, подобные толлам, представляют собой отдельный тип клеточных рецепторов. распознаютМикроорганизмы обладают эволюционно консервативными структурами, которые мало изменяются при случайных мутациях, и это активирует клеточный иммунный ответ на них.
Работают рецепторы подобно обонятельным: активируются при получении тревожного сигнала, «вынюхивая» бактерии. Сигнал запускает внутри клеток серию реакций, таких как фагоцитоз, в то время как другие иммунные клетки вызывают «подкрепление», подавая специальные сигналы, и тем самым провоцируют воспаление.
Существуют группы Toll-подобных рецепторов, каждая из которых реагирует на разные молекулы, выступающие сигналом тревоги в процессе эволюции. Ранее точно определить реакции при обнаружении сигнала было невозможно, так как разные молекулы могут стимулировать один и тот же рецептор, вызывая различные реакции. Традиционный метод исследований был трудоемким и требовал флуоресцентной маркировки.
В связи с этим исследователи из вышеупомянутой статьи… представленной в журнале Nature CommunicationsУченые разработали и применили биосенсорный метод для отслеживания активации Толл-подобных рецепторов в естественной среде. Метод не использует флуоресцентных меток и позволяет наблюдать изменения формы клеток при контакте с липополисахаридами сигнальных молекул. Липополисахарид — это основной компонент наружного слоя внешней мембраны грамотрицательных бактерий. Escherichia coli и Salmonella typhimurium.
Ученые поместили образцы в ячейки на прозрачную пластину с покрытием. Снизу к ним направили источник света разного спектра. Изменения при контакте рецепторов Толл-подобных с липополисахаридами кишечной палочки и сальмонеллы вызывали отражение определенных длин волн света от покрытия — в зависимости от происходящих внутри ячейки процессов.
Группа учёных доказала, что структурные изменения в клетках появляются уже спустя несколько минут после добавления молекулы сигнала. Несмотря на то что оба компонента активировали один и тот же Толл-подобный рецептор, отраженный спектр у них различался.
Авторы научной работы пришли к выводу, что один и тот же рецептор может активироваться различными молекулами по-разному и вследствие этого вызывать специфические реакции в зависимости от полученного сигнала.
Метод позволяет подробно описать принцип работы Толл-подобных рецепторов и может способствовать разработке новых лекарств, повышающих иммунный ответ для лечения воспалительных и аутоиммунных заболеваний, таких как сепсис, ревматоидный артрит, болезнь Альцгеймера и некоторые виды рака.