«Это стоит думать об этом как потенциальный механизм для аутоиммунитета», говорят следователь co-лидерства, Лоуренс Айзенлохр, доктор философии, преподаватель в отделе Микробиологии и Иммунологии в Университете Томаса Джефферсона.Аутоиммунные болезни, такие как болезнь Крона, экзема или волчанка вызваны иммунной системой, которая нападает на нормальные компоненты различных тканей тела. Иммунная система нападает на эти нормальные ткани, как она напала бы на ткань, зараженную бактерии или вирус.
То, что заставляет иммунную систему работать со сбоями у некоторых людей, но не других, однако, было загадкой. «Часто, спусковой механизм происходит за годы до того, как болезнь была диагностирована», говорит доктор Айзенлор.Исследователи посмотрели на класс антибиотиков, который включает гентамицин, потому что у этих антибиотиков есть уникальное свойство того, чтобы побуждать клетки прочитать кодоны остановки в генетическом коде – производство более длинного продукта белка.
Этот механизм может помочь сохранить перевод видоизмененных генов, обработка которых прервана отклоняющимися кодонами остановки, такой как при муковисцедозе. Однако, когда клеточное оборудование прочитывает нормальные кодоны остановки, оно могло создать неправильно удлиненные белки в клетке. Части этих неправильных белков могут быть представлены иммунной системе как часть нормальной обработки белка, где они могли быть обнаружены иммунной системой. По крайней мере, это – теория.
Чтобы проверить эту теорию, команда Айзенлора, в сотрудничестве с группой биологии перевода в Университете Юты во главе с Майклом Говардом, доктором философии, использовала ген, который они знали, представить иммунной системе и добавил кодон остановки посреди него. Они тогда вставили этот ген в линию клетки млекопитающих. Поскольку кодон остановки усекает ген, нормальные клетки не произвели белок.
Однако, когда исследователи рассматривали клетки с гентамицином, они начали обнаруживать белок на поверхности клеток.В то время как очень низкое количество этих белков было произведено – слишком мало, чтобы обнаружить нормальными биохимическими тестами – клетки иммунной системы T достаточно чувствительны, чтобы взять эти миниатюрные суммы. Действительно, группа показала, что иммуноциты могли обнаружить белок, произведенный рассматриваемыми с гентамицином клетками, даже в низких количествах.Чтобы проверить, был ли этот процесс активен даже в нормальных клетках, которые не выражали экспериментального гена, первый автор Эллиот Гудено выставил линию клетки человека HeLa гентамицину и затем искал новые пептиды, представленные на поверхности клеток.
Он определил 17 пептидов, которые не были характеризованы, прежде в клетках отнесся с гентамицином и показал, что пептиды были презентабельны к иммунной системе. «Результаты предполагают, что гентамицин может заставить клетки показывать новые фрагменты белка к иммунной системе», говорит Гудено. Другими словами, «что может быть мусором, биологически может быть важным иммунологическим образом», говорит Айзенлор.Однако представление антигена к иммунной системе не гарантирует, что активирует вид иммунной реакции, которая начинает аутоиммунитет. Но потому что гентамицин обычно используется, чтобы лечить инфекции, «все правильные условия существуют, чтобы потенциально начать аутоиммунитет», говорит Айзенлор.
Воспламенение, связанное с бактериальными заболеваниями, дает сигнал иммуноцитам, что пептиды, с которыми они сталкиваются, опасны. Таким образом, как раз когда гентамицин борется с бактериями, вызывающими инфекцию, он также заставляет нормальные клетки производить неправильные белки, которые представлены иммунной системе и имеют потенциал инициирования аутоиммунной реакции.«Много аутоиммунных болезней, как думают, вызваны инфекциями», говорит Айзенлор. «Результаты этого исследования предполагают, что определенные антибиотики, используемые, чтобы лечить те инфекции, могут также способствовать тому спусковому механизму».
Следующие шаги, говорит Айзенлор, мог быть должен посмотреть на данные о населении, чтобы видеть, коррелирует ли использование гентамицина с более высокими показателями аутоиммунных болезней, а также проверяющий, вызывают ли пептиды, произведенные во время лечения гентамицина на самом деле, аутоиммунитет в модели мыши болезни.