Кристали в легенях? Вчені розгадали таємницю, якій вже півтора століття
Вчені з Університету Генту (Бельгія) з’ясували роль білкових кристалів в легенях хворих на бронхіальну астму, а також розробили засіб боротьби з ними
В організмі людини часто-густо можна знайти кристали органічних або неорганічних солей, але кристали білків – це справжня дивовижа. Один з небагатьох прикладів – кристали Шарко-Лейдена, які виділяють з мокроти хворих на бронхіальну астму (БА). Вони були описані ще в 1853 р. – блискучі гладенькі утворення, зазвичай безбарвні, що складаються з двох шестикутних пірамід, з’єднаних основами. Але до недавнього часу їх роль в патогенезі БА так і не була з’ясована, отже лікарі не звертали на них уваги.
Кристали Шарко-Лейдена виявляли у пацієнтів не тільки з БА, а й з іншими хронічними алергічними хворобами, зокрема бронхітом, алергічним риносинуситом та ринітом. Врешті решт, було встановлено склад кристалів. Виявилося, що вони утворені білком галектином-10 (Gal10), який рясно представлений в еозинофілах – лейкоцитах крові, що бере участь в реакціях гіперчутливості негайного та уповільненого типу, та сприяють розвитку запалення у людей. Поки білок Gal10 знаходиться всередині еозинофілу, він розчинний, але варто йому вивільнитися назовні в процесі імунної відповіді, як він швиденько кристалізується. Але функція Gal10 залишалася незрозумілою.
Читайте також: Биосимиляры и генерики: в чем разница?
Вчені вирішили дізнатися, чи грають роль кристали Шарко-Лейдена у розвитку запалення в легенях при БА. Щоб провести експерименти з кристалами, дослідники подолали численні труднощі. Вони отримали штучним шляхом мільйони кристалів білка Gal10 та довели, що вони за своєю структурою ідентичні тим, що виділяють з мокроти хворих на БА. Для цього кристали розміром усього кілька мікрометрів довелося вивчати методами рентгено-структурного аналізу.
Вчені знайшли, що Gal10 стимулює потужну імунну відповідь лише в кристалічному стані. В розчині він не чинить подібної дії. При цьому важливо, що Gal10 у вигляді кристалів Шарко-Лейдена провокує основні прояви БА, в тому числі, продукцію зміненого слизу, який є для більшості астматиків величезною проблемою.
На наступному етапі дослідження до вчених долучилися фахівці з біотехнологічної компанії Argenx, які допомогли у створенні антитіл, що специфічно взаємодіють з кристалами Шарко-Лейдена. В експериментах in vitro антитіла розчиняли кристали за лічені хвилини, а якщо кристали знаходилися в мокроті пацієнта – то за кілька годин. В дослідах на мишах антитіла забезпечили значне зменшення запалення та дисфункції легень, а також, що важливо, зниження продукції слизу.
Автори роботи планують продовжити випробування антитіл проти кристалів Шарко-Лейдена. Вони зазначають, що на сьогодні немає лікарських засобів, які впливали б на продукцію слизу при БА, отже антитіла проти кристалів Шарко-Лейдена можуть започаткувати новий напрямок у лікуванні цієї тяжкої та дуже поширеної хвороби.
Читайте також: Протеомика расширяет возможности медицины и фармацевтики
* Persson EK, Verstraete K, Heyndrickx I et al. Protein crystallization promotes type 2 immunity and is reversible by antibody treatment // Science 24 May 2019, 364(6442): eaaw4295. DOI: 10.1126/science.aaw4295.
Фото: кристали Шарко-Лейдена (©VIB Bioimaging Core_Amanda Concalves)
