Пятый элемент в семействе антител воюет с бактериями

Отличительная черта иммунитета позвоночных – антитела, способные избирательно связываться с чужеродными молекулами. Пять типов этих антител позволяют оптимально реагировать на вирусы и бактерии. До сегодняшнего дня не была известна роль только одного из них -- иммуноглобулина Д (IgD). Как показали Андреа Черутти из медицинского колледжа Уэйлл–Коренелл и ее коллеги, он «отвечает» за борьбу с разного рода респираторными инфекциями, образуясь непосредственно в слизистой дыхательных путей.

Пять элементов защиты

Специфичность работы нашей иммунной системы, позволяющая безошибочно распознавать более миллиона всевозможных «врагов», обеспечивается пятью типами иммуноглобулинов -- IgG, IgA, IgM, IgE и IgD. Все они построены из аминокислот и состоят из двух основных частей – «уникальной», связывающейся с чужеродной молекулой, и «опознавательной», наводящей защитные системы организма на врага.

Все антитела образуются взрослыми В-лимфоцитами, но в разных условиях и с разной целью. Например, IgE вызывают высвобождение гистамина из тучных клеток, что ведет к аллергическим реакциям, а IgG, связавшись с мишенью, активируют систему комплемента, способную уничтожить бактерии. После чего бактерии и вирусы, облепленные антителами, становятся отличной мишенью практически для всех иммунокомпетентных клеток: макрофаги легко опознают очередной «обед» а клетки крови, содержащие токсические гранулы, выбрасывают свое содержимое.

При этом среди иммуноглобулинов есть своеобразная преемственность: при встрече с незнакомыми агентами через неделю появляются первые «специфичные» IgM, сменяющиеся потом на IgG, IgA или IgE.

«Пятый элемент»

Некоторые же из них по непонятным причинам выбирают IgD. Хотя этот «пятый элемент» был открыт еще 40 лет назад, его роль в организме и эволюция у позвоночных долгое время оставались загадкой для ученых. Недавно было показано, что хотя этот тип антител не встречается у птиц, зато похожие на него IgW есть у хрящевых и двоякодышащих рыб, что разом сделало его самым древним иммуноглобулином, которому как минимум 500 млн лет.

За это время ему удалось определиться со своей нишей в организме: Черутти и соавторы публикации в Nature Immunology показали, что у человека это слизистая оболочка дыхательных путей.

Насколько разнообразен спектр «врагов» иммуноглобулина Д, ученым еще предстоит показать: пока Черутти и коллеги нашли антитела, связывающиеся с возбудителями, характерными для дыхательных путей: Haemophilis influenza, Moraxella catarrhalis. Они же способны распознавать особые бактериальные молекулы – липополисахариды, из которых построена стенка многих микробов.

При этом, как и для других иммуноглобулинов, один вид антител синтезируется только одним клоном зрелых В-лимфоцитов (плазмабластов). Когда возбудитель впервые попадает в организм, он связывается только с одной из миллионов В-клеток – с той, на поверхности которой есть рецептор, «симметричный» именно этому возбудителю. Этот лимфоцит многократно делится и «взрослеет» либо превращаясь в клетку памяти, либо начиная синтезировать антитела.

Эволюционно так сложилось, что наиболее характерная для «пятого иммуноглобулина» мишень – бактерии. Во-первых, ученым пока не удалось обнаружить специфичные для него вирусы, а во-вторых, IgD оказался тесно связан с системой базофилов, точно так же как IgE с тучными клетками. Если активация последних антителами приводит к высвобождению гранул и выбросу гистамина, то контакт базофилов с IgD приводит к синтезу сигнальных молекул, дополнительно стимулирующих взрослые В-лимфоциты к производству антител.

Возможно, эта регуляторная роль и обеспечит «пятому элементу» практическое применение – его можно будет использовать при ослабленных защитных реакциях на бактериальные инфекции, причем не только респираторные.