Выяснилось, как иммунные клетки распознают безопасные продукты

Пищевая аллергия — серьезное, а для кого-то и потенциально смертельное заболевание. Несмотря на десятилетия ее исследований науке до сих пор мало известно о том, почему подавляющее большинство людей способны переносить пищу, от которой некоторые могут серьезно пострадать или даже погибнуть.

«Мы многое знаем о том, что видит иммунная система и как она реагирует при аллергии у пациента, но нам почти ничего не известно о том, что происходит, когда все идет правильно», — говорит инженер-биотехнолог Элизабет «Бет» Саттли с кафедры химического машиностроения в Инженерной школе Стэнфордского университета.

Она возглавила исследование, которое как раз и призвано ответить на этот вопрос. Его результаты опубликованы в журнале Science Immunology. Работа изучает механизм оральной толерантности — активной функции иммунной системы. Именно этот процесс отвечает за распознавание специфических белков в таких распространенных продуктах, как кукуруза, соя и пшеница, которые служат для иммунной системы сигналом безопасности.

«Долгое время считалось, что пищевая толерантность — это просто игнорирование иммунной системой съеденной пищи, то есть толерантность принималась за отсутствие аллергии. Теперь мы знаем, что толерантность — это активный и адаптивный процесс. Определенные клетки в нашем кишечнике изучают пищу, которую мы едим, выискивая конкретные белки. Найдя их, эти клетки посылают иммунной системе сигнал, что еда безопасна», — объясняет исследовательница.

Клетки-миротворцы

Это регуляторные Т-клетки, или Treg. Они играют роль миротворцев: сканируют пищу на предмет ключевых белков и, находя их, успокаивают иммунную систему, предотвращая аллергическую реакцию на потенциально безопасную еду.

В экспериментах на мышах идентифицировали специфические фрагменты пищевых белков — короткие химические последовательности, известные как эпитопы, — которые представляются Treg-клеткам в кишечнике и преимущественно стимулируют успокаивающий регуляторный ответ, а не активацию воспалительных Т-клеток, вызывающих аллергию. Авторы уверены, что смогут составить карту этих или подобных молекулярных сигналов и для людей.

Экспериментаторы изучили корм для мышей, выявив ингредиенты, общие с человеческим рационом, — в частности, кукурузу, пшеницу и сою. Оказалось, основных пищевых эпитопов не так много. «Не всю вашу пищу иммунная система воспринимает одинаково. Т-клетки активно ищут именно эти специфические белки», — продолжает Саттли.

Это открытие означает, что иммунная система обучается оральной толерантности на ограниченном наборе молекулярных сигналов. Само собой напрашивается решение: составление библиотеки эпитопов, предрасполагающих к толерантности, которую можно было бы использовать для разработки методов вмешательства, направляющих иммунную систему в сторону толерантности, а не аллергии.

«Впечатляет высокая избирательность механизма. В случае с кукурузой Treg-клетки нацелены на единственный эпитоп в составе более крупной молекулы — белка зеина, содержащегося в мясистой части кукурузного зерна. Учитывая огромное количество потенциальных антигенов в кишечнике, удивительно наблюдать такую целенаправленную реакцию», — признается один из первых авторов исследования Райан Конг.

Разобравшись, почему иммунная система выбирает именно этот пептид, а не другие, можно будет научиться перепрограммировать ее для предотвращения или даже лечения пищевой аллергии.

«Любопытно, что развитие зеин-специфичных Т-клеток зависит не только от формы белка в пище, но и от состава микробного сообщества кишечника. Сейчас мы работаем над определением точных биологических механизмов, вовлеченных в этот процесс», — говорит Джейми Блюм, которая сейчас руководит собственной лабораторией в Институте биологических исследований Солка.

Вакцина от аллергии

Перспективы открытия трудно переоценить. Они не ограничиваются составлением молекулярной карты способствующих толерантности эпитопов, которые могут выступать мощными высокоточными инструментами смягчения аллергических реакций. Саттли допускает даже разработку профилактической «вакцины» толерантности для людей из группы высокого риска.

«Можно лечить пациента с существующей пищевой аллергией, индуцируя эти регуляторные Т-клетки, которые позволили бы преодолеть аллергию, — рассуждает она. — Или же разработать схемы раннего, в детском возрасте, введения определенных продуктов, которые направляли бы предрасположенных к аллергии людей в сторону толерантности, еще до развития аллергии».

Впрочем, это все дело далекого будущего. А пока нужно подтвердить полученные результаты, на что у Саттли, профессионально занимающейся химией растений и ее влиянием на здоровье человека, уже есть четкие планы: она хочет синтезировать конкретные растительные белки без эпитопов, чтобы проверить иммунный ответ — сначала на мышах, а потом на людях.

«Пока мы просто убедились, что толерантность — это нечто большее, чем просто отсутствие аллергии, — резюмирует исследовательница. — Это специфическая, направляемая пептидами программа обучения иммунной системы, которую мы когда-нибудь сможем использовать, чтобы помочь людям есть без страха то, что хочется».