Ученые обнаружили пользу в снижении мышечной массы при инфекциях

Исследователи обнаружили, что потеря мышечной массы, форма «истощения» во время инфекций, может быть полезной.

Результаты исследования показали, что во время инфицирования мышей T. brucei снижение жира, инициированное CD4+ T-клетками, не влияло на выживаемость или борьбу с паразитом. Однако истощение мышц, вызванное CD8+ Т-клетками, неожиданно повысило способность мышей пережить инфекцию.

Эти результаты открывают путь к лучшему пониманию того, как истощение влияет на выживаемость при различных заболеваниях, что может дать информацию о новых, более эффективных терапевтических средствах.

Хотя инфекции могут проявляться множеством различных симптомов, одним из распространенных симптомов является снижение жира и мышц, процесс, называемый истощением. Ученые решили выяснить, полезно ли истощение в борьбе с инфекциями.

Исследователи из лаборатории профессора Жанель Эйрес (Janelle Ayres) обнаружили, что реакция истощения на инфекцию T. brucei у мышей происходит в две фазы, каждая из которых регулируется разными иммунными клетками. В то время как снижение жира не помогло в борьбе с инфекцией, потеря мышечной массы помогла — неожиданный признак того, что некоторое истощение может помочь справиться с болезнью.

Результаты, опубликованные в научном журнале Cell Reports, могут помочь в разработке более эффективных терапевтических средств, которые избавят людей от истощения, и углубят понимание того, как истощение влияет на выживаемость и заболеваемость инфекциями, раком, хроническими заболеваниями и многим другим.

«Мы часто делаем предположения, что такие состояния, как истощение, плохи, поскольку они зачастую совпадают с более высокими показателями смертности», — комментирует автор исследования Айрес, председатель Института Солка (Salk Institute) и руководитель лаборатории молекулярной и системной физиологии.

«Но если вместо этого мы спросим, какова цель расточительства? Мы можем найти удивительные и проницательные ответы, которые помогут нам понять реакцию человека на инфекцию и то, как мы можем оптимизировать эту реакцию».

Защита организма от захватчика требует много энергии. Предыдущие исследования показали, что это потребление энергии, связанное с иммунитетом, имело печальное последствие истощения. Но Эйресу с соавторами было любопытно узнать, может ли истощение быть полезным, а не просто побочным эффектом.

Специализированные иммунные клетки, называемые Т-клетками, медленно реагируют на инфекции, но когда они реагируют, они адаптируются для борьбы с конкретной инфекцией. Эйресу было интересно выяснить, вызывают ли эти Т-клетки истощение. Если за это состояние ответственны Т-клетки, это указывает на то, что истощение — не просто непродуктивный побочный эффект жадных до энергии иммунных клеток.

Интересующие клетки называются CD4+ и CD8+ Т-лимфоцитами. CD4+ T-клетки возглавляют борьбу с инфекцией и могут способствовать активности CD8+ T-клеток, которые могут убивать захватчиков и раковые клетки. Два типа Т-клеток зачастую работают вместе, поэтому исследователи предположили, что их роль в истощении может быть совместным усилием.

Чтобы выяснить взаимосвязь между CD4+ и CD8+ Т-клетками и истощением, исследователи обратились к паразиту T. brucei. Поскольку T. brucei живет в жире и может блокировать адаптивный иммунный ответ, который включает Т-клетки, это была идеальная модель инфекции для их вопросов о потере жира и о том, как Т-клетки опосредуют этот процесс.

Команда ученых исследовала 1) роль CD4+ и CD8+ Т-клеток во время инфекции T. brucei и 2) как удаление CD4+ и CD8+ Т-клеток изменило продолжительность жизни, уровень смертности и количество паразитов, присутствующих у инфицированных мышей.

Исследователи обнаружили, что CD4+ Т-клетки действовали первыми и инициировали процесс потери жира. Впоследствии, но совершенно независимо от потери жира, CD8+ Т-клетки инициировали процесс потери мышц.

Снижение жира, вызванное CD4+ T-клетками, не повлияло на способность мышей бороться с T. brucei или выживать после инфекции. Однако истощение мышц, вызванное CD8+ Т-клетками, вопреки традиционным представлениям об истощении, помогло мышам бороться T. brucei и пережить инфекцию.

«Наши открытия были настолько удивительными, что временами я задавался вопросом, не сделали ли мы что-то не так», — объясняет Сэмюэл Редфорд (Samuel Redford), приглашенный исследователь.

«У нас были поразительные результаты: мыши с полностью функционирующей иммунной системой и мыши без CD4+ T-клеток жили одинаковое количество времени — это означает, что эти CD4+ T-клетки и вызванное ими сжигание жира были полностью устранимы в борьбе с паразитом. Кроме того, мы обнаружили, что нормально взаимодействующие подтипы Т-клеток работали совершенно независимо друг от друга».

Полученные данные иллюстрируют важную роль иммунных клеток в истощении как жира, так и мышц, а также необходимость понимания функции таких реакций для обоснования терапевтических вмешательств.

«Мы можем так много узнать о нашей иммунной системе, глядя на окружающую среду и инфекции, с которыми мы вместе эволюционировали», — заключает Эйрес. «Хотя T. brucei – интересный и важный случай, интересно экстраполировать наши результаты для понимания, лечения и преодоления любых болезней, связанных с иммуноопосредованным истощением, – паразитов, опухолей, хронических заболеваний и многого другого».

В будущем команда ученых изучит механизм Т-клеток у других млекопитающих и, в конечном итоге, у людей. Ученые также хотят более подробно изучить, почему происходит истощение мышц и почему Т-клетки CD4+ и CD8+ играют эти разные роли.

Авторы другого исследования утверждают, что правильная функция митохондрий предотвращает потерю мышечной массы при старении