Как вакцина от туберкулеза может защитить от других заболеваний

Хорошо известная вакцина от туберкулеза может защитить от других инфекционных заболеваний, а также рака, но точные механизмы этого не были ясны. Исследование, опубликованное в научном журнале Cell Reports, показывает эффекты широкого спектра вакцины Бацилла Кальметта-Герена (БЦЖ). Ученые установили, что она может вызвать метаболические и эпигенетические изменения в белых кровяных клетках (моноциты) через процесс, называемый обученный иммунитет. Это открытие может повысить эффективность противораковой терапии.

вакцина, туберкулез, рак — (с) Natural Science News

«С одной стороны, мы открыли новые биологические взаимодействия, которые связывают клеточный метаболизм с иммунными реакциями, а с другой стороны, мы открыли новые терапевтические подходы, в которых модуляторы метаболизма дают врожденный иммунный ответ и могут служить для иммунотерапии», — говорит автор исследования Михай Нети (Mihai Netea). «Однако, чтобы довести это открытие до клинической практики, необходимы дальнейшие исследования».

Многие исследования продемонстрировали способность БЦЖ защищать от других инфекций. Например, раннее введение вакцины БЦЖ снижает детскую смертность в основном за счет уменьшения инфекций дыхательных путей и вредных иммунных реакций. БЦЖ также используется для лечения рака мочевого пузыря, бронхиальной астмы и паразитарных заболеваний. Тем не менее, было неизвестно, как именно БЦЖ проявляет спектр широких действий.

Чтобы ответить на этот вопрос, ученые исследовали БЦЖ-индуцированные метаболические изменения врожденных иммунных клеток, называемых моноцитами. Они обнаружили, что вакцинация влияет на длительный рост гликолиза и, в меньшей степени, на метаболизм глутамина у мышей и у людей. Этот сдвиг метаболизма глюкозы в сторону гликолиза был необходим, чтобы вызвать обученный иммунитет. Этот процесс зависит от эпигенетических изменений, которые влияют на активность генов без изменения последовательности ДНК, чтобы повысить способность врожденных иммунных клеток распознавать ранее встречающихся патогенов.

В частности, БЦЖ-индуцированные метаболические изменения были необходимы, чтобы вызвать изменения в белках, называемых гистонами, которые действуют как строительные леса, вокруг ДНК. Однонуклеотидные вариации генов, кодирующих ферменты гликолиза, влияют на индукцию обученного иммунитета у моноцитов. Результаты показывают, что перепрограммирование клеточного метаболизма является центральным процессом, связанным с БЦЖ-индуцированном иммунитетом.

«Эти результаты изменяют концепцию, что врожденная иммунная система не может адаптироваться после инфекции или вакцинации», — говорит Нети. «Функция врожденных иммунных клеток может измениться в стабильную сторону и улучшиться некоторыми вакцинами, такими как БЦЖ».

Иммунные реакции классически делятся на врожденные иммунные ответы, которые при встрече с патогеном быстро вступают в реакцию, и адаптивные иммунные реакции, которые развиваются медленнее, но являются специфическими и создают иммунологическую память. Открытие обученного иммунитета ставит под сомнение догму, что только адаптивный иммунитет может строить иммунологическую память.

Следующим шагом является проведение более широкого анализа циркулирующих моноцитов у БЦЖ-вакцинированных лиц, подверженных риску инфекций.

«В будущем крупные исследования должны оценить межиндивидуальные вариации этих ответов, чтобы иметь возможность определить, какие факторы реакции вакцинации влияют на человека», — говорит Нети. «В конце концов, лучшее понимание БЦЖ-индуцированного обученного иммунитета может привести к разработке стратегий, которые изменяют клеточные пути метаболизма, чтобы улучшить защитные механизмы человеческого организма и повысить эффективность вакцин и иммунотерапии у пациентов».

Авторы другого исследования заявили, что респираторные заболевания могут вызвать рак легких.