Как работает иммунная система: ученые стали на шаг ближе к пониманию аутоиммунных болезней

Новые результаты исследования американских ученых из Калифорнийского университета помогают объяснить некоторые различия между белками MHC-I, что имеет большое значение для понимания аутоиммунных заболеваний и иммунных реакций на инфекции и рак. Исследование также предлагает способы использования белков MHC-I в диагностических и терапевтических целях.

Роль белков MHC-I заключается в том, чтобы каждая клетка тела отображала на своей поверхности фрагменты всех белков, продуцируемых в этой клетке (как правило, их около 10 000). Фрагменты белка, отображаемые белками MHC-I на поверхности клетки, сканируются особыми иммунными клетками, называемыми цитотоксическими Т-клетками. Они распознают чужеродные белки от инфекции или мутированные белки опухолей и запускают иммунный ответ.

«Это особая система штрихкодирования, которая  показывает иммунной системе, что происходит внутри, в то время как Т-клетки постоянно исследуют поверхность всех клеток, чтобы обнаружить штрихкоды дефектных белков», – объяснил Николаос Сгуракис, один из авторов исследования.

Команда ученых сосредоточилась на процессе «загрузки антигена»: как именно выбираются белковые штрихкоды и связываются с белками MHC-I, чтобы их можно было отобразить на поверхности клетки. При этом молекулярные шапероны (особые белки, которые восстанавливают третичную и четвертичную структуру белка) помогают определить, какие фрагменты белка отображаются. 

Существуют тысячи различных вариантов белков MHC-I человека, и именно их огромная изменчивость объясняет большую часть индивидуальных вариаций в иммунных реакциях, включая различия в предрасположенности к аутоиммунным заболеваниям, инфекциям и раку. У каждого человека есть шесть основных аллелей MHC-I (три унаследованы от мамы и три – от папы), и каждый аллель может отображать уникальное подмножество всевозможных штрихкодов.

Вместе с тем, только некоторые аллели MHC-I зависят от шаперонов для загрузки антигена. Ученые обнаружили, что если трехмерная структура молекулы MHC-I является жесткой, шапероны не участвуют в загрузке антигена. Однако если белок обладает гибкой структурой, то шаперон будет взаимодействовать с ним и помогать в процессе загрузки антигена. 

Дальнейшие исследования ученые планируют направить на использование шаперонов, чтобы создать библиотеку штрихкодированных белковых комплексов MHC-I. Ее можно будет использовать при скрининге Т-клеток пациентов и определении антигенной специфичности клеток. Эта процедура будет также потенциально применимой в иммунотерапии рака и других заболеваний.