Для отражения инфекции иммунная система организма должна распознать врага – бактерии от клеток собственного организма. Чтобы различать это, иммунная система использует характерные молекулярные модели, отображаемые на поверхности каждой клетки. Используя методы структурной биологии, исследователи выявили ключевые детерминанты процесса распознавания, которые опираются главным образом на сиаловую кислоту – гликан, который выражен во всех клетках человека.
Клетки человека покрыты сложными гликанами – ветвящиеся цепи различных сахарных структур. Для процесса признания необходима важная часть этих гликанов сиаловой кислоты. Исследователи знали с конца 1970-х, что сиаловая кислота важна для регулирования дополнительной системы нашей врожденной защиты. Дополнительная система составлена из многих белков, циркулирующих в крови, которые начинают реакцию по уничтожению бактерий. До сих пор не было ясно, как сиаловая кислота препятствует дополнительной системе.
Исследователи Тюбингена определили и кристаллизовали комплекс, который формирует контактный центр между здоровой клеткой человека и дополнительной системой. Используя спектроскопию ядерного магнитного резонанса и структурный анализ рентгена, они смогли увидеть молекулярную структуру комплекса. Он состоит из гликана, содержащего сиаловую кислоту, и двух областей дополнительного системного регулятора, фактор H.
«На здоровых клетках человека сиаловая кислота фактором H останавливает дополнительный короткий каскад, чтобы клетки с этими сахарными структурами остались неповрежденными», – утверждает Бербель Блаум (Bärbel Blaum).
Исследователи подозревают, что при серьезной болезни почек (нетипичный гемолитическо-уремический синдром – aHUS) этот механизм ослабевает.
«Мы знаем от генетических исследований, что часть фактора H повреждена у некоторых aHUS пациентов, а оказывается, это повреждение часто располагается в месте связывания сиаловой кислоты в факторе H», – говорит Блаум.
Наличие четкой картины процесса признания может помочь исследователям лучше понять стратегии, используемые вызывающими болезнь бактериями, которые скрываются от иммунной системы и маскируются под клетки человека.
ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:
Blaum, Bärbel S; Hannan, Jonathan P; Herbert, Andrew P; Kavanagh, David; Uhrín, Dušan et al. (2014) Structural basis for sialic acid–mediated self-recognition by complement factor H // Nature – 2014
