Ошибка иммунитета: как антитела при рассеянном склерозе путают мишени
Исследователи НИУ ВШЭ и ИБХ РАН изучили, как иммунная система ведет себя при рассеянном склерозе — болезни, при которой собственные антитела атакуют нервные волокна организма. Сравнив образцы крови пациентов и здоровых людей, ученые обнаружили, что иммунитет больных рассеянным склерозом может путать вирусные белки с белками нервных клеток. Также было выявлено несколько ключевых белков, которые могут стать новыми биомаркерами болезни и помочь в ее диагностике. Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Immunology. Работа выполнена при поддержке РНФ.
Рассеянный склероз (РС) — болезнь, при которой иммунная система по ошибке атакует миелиновую оболочку нервных волокон. Можно представить миелин как изоляцию проводов: когда он разрушается, сигналы между нейронами передаются хуже. Из-за этого возникают проблемы с движением, зрением, речью и памятью. Болезнь развивается волнообразно: периоды обострений сменяются ремиссиями, но со временем повреждения накапливаются и могут привести к инвалидности. Диагностировать рассеянный склероз сложно: у каждого пациента симптомы проявляются по-разному, а надежных биомаркеров для точного диагноза пока нет.
Причины сбоя также до конца не изучены, однако ученые предполагают, что на это могут влиять вирусные инфекции. Чтобы глубже изучить иммунный ответ при болезни, ученые НИУ ВШЭ в Санкт-Петербурге и Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН провели исследование и сравнили антитела пациентов с рассеянным склерозом и здоровых людей. Они использовали PhIP-Seq — технологию, с помощью которой можно определить, к каким антигенам у человека уже есть антитела.
Антигены — это чужеродные молекулы, вызывающие иммунный ответ. Они находятся на поверхности бактерий, вирусов и других клеток, и иммунная система реагирует на них, вырабатывая антитела.
Антитела — это белки, которые вырабатывает иммунная система для борьбы с антигенами. Они работают как «ключи», которые узнают и связываются с «замками» — антигенами, чтобы нейтрализовать их или пометить для уничтожения другими клетками иммунной системы.
PhIP-Seq помогает не просто выявить сами антитела, но и определить, с какими белками они взаимодействуют. Это позволяет составить портрет иммунного ответа, выясняя, какие мишени атакует иммунная система.
Игорь Елисеев
«Мы взяли около тысячи белков, способных вызывать аутоиммунный ответ, и разрезали их на небольшие перекрывающиеся пептиды — короткие цепочки аминокислот, из которых состоят белки. Затем с помощью генной инженерии встроили их в бактериофаги, чтобы каждый из них нес на своей поверхности нужный пептид, — рассказывает автор исследования, академический руководитель программы «Вычислительная биология и биоинформатика» НИУ ВШЭ в Санкт-Петербурге Игорь Елисеев. — И уже модифицированные фаги добавляли в образцы крови пациентов. Если в крови были антитела, которые узнали определенные пептиды, они связывались с фагами и формировали комплексы. Далее мы извлекали эти комплексы и анализировали, какие белки вызывают иммунную реакцию».
PhIP-Seq помог выявить аутоантитела — антитела, которые ошибочно атакуют собственные белки организма. Ученые обнаружили, что у пациентов с РС иммунная система особенно активно реагирует на белок SPTAN1, важный для структуры нервных клеток, а также на вирусный белок LMP1, связанный с вирусом Эпштейна — Барр. У больных с агрессивными формами РС отклик был еще шире, а иммунная система проявляла перекрестную реактивность — атаковала как вирусные белки, так и собственные структуры. Проще говоря, иммунная система вела себя так, будто путала вирусные белки с белками собственного организма.
«Наше исследование показало, что аутоиммунные антитела при рассеянном склерозе реагируют на широкий спектр белков, — объясняет руководитель проекта, старший научный сотрудник ИБХ РАН Яков Ломакин. — Это значит, что их специфичность снижена: вместо точечного распознавания они связываются с разными мишенями, что делает иммунный ответ хаотичным и разрушительным».
В ходе эксперимента ученые проверили, можно ли использовать комбинацию нескольких белков как биомаркер болезни. Они обнаружили, что тест на четыре антигена — SPTAN1, PTK6, PRX (белки нервной системы) и LMP1 (белок вируса Эпштейна — Барр) — позволяет с высокой точностью отличать пациентов с РС от здоровых людей. Эти данные могут помочь не только улучшить диагностику, но и открыть новые подходы к лечению, например таргетную терапию, блокирующую ошибочные иммунные реакции.
Вам также может быть интересно:
НИУ ВШЭ представил новый инструмент для оценки потенциальных рисков для территорий
В Высшей школе экономики прошла презентация доклада по финансовым решениям для климатической адаптации в России. Учитывая, что, по оценкам, каждый градус повышения среднегодовой температуры может привести к негативному эффекту в размере до 3 трлн рублей ежегодно, меры по адаптации сейчас необходимы, считают эксперты. На презентации ученые НИУ ВШЭ представили цифровой инструмент, который позволяет построить климатический риск-профиль территорий.
НИУ ВШЭ представил рейтинг регионов России по необходимости адаптации к изменению климата
В докладе Высшей школы экономики оценены шесть ключевых климатических рисков для страны: деградация вечной мерзлоты, лесные пожары, засухи, волны тепла, экстремальные осадки и водный стресс. Рейтинг позволяет оценить риски для каждого конкретного региона и скорректировать планы адаптации.
Ошибки, которые всё объясняют: ученые обсудили будущее психолингвистики
Мировая лингвистика сегодня переживает «многоязычную революцию»: эпоха англоязычного доминирования в когнитивных науках подходит к концу, все чаще исследователи изучают многообразие языков мира. Более того, мультилингвизм из экзотики становится нормой, что кардинально меняет представления о когнитивных возможностях человека. В Вышке обсудили будущее развитие экспериментальной лингвистики.
Ученые НИУ ВШЭ создали среду для моделирования подключенного и беспилотного транспорта
Разработка группы исследователей и студентов во главе с преподавателем департамента компьютерной инженерии МИЭМ ВШЭ Виталием Степанянцем, реализуемая в Учебной лаборатории систем автоматизированного проектирования МИЭМ ВШЭ под руководством Александра Романова и Александра Американова, впервые в мире позволяет одновременно учитывать детальное моделирование восприятия окружающей среды беспилотным транспортом и распространения сигналов подключенного транспорта. На сегодняшний день среда не имеет аналогов среди программ такого рода с открытым кодом.
«Развернуть обсуждение политики в области высшего образования в доказательное русло»
29 октября в НИУ ВШЭ открылась XVI Международная конференция исследователей высшего образования (ИВО) на тему «Высшее образование: между частным и общественным благом». Для участия в конференции зарегистрировались более 600 человек из 32 регионов России и семи зарубежных стран, поступило рекордное число заявок на выступления с докладами — 242, из которых было принято 88.
Облака ближе, чем кажется: итоги форсайт-сессии iFORA
Интеллектуализация управления, синергия с ИИ и переход к микрооблакам — такими будут главные тренды цифровой экономики в ближайшее десятилетие. На форсайт-сессии в НИУ ВШЭ ведущие эксперты в сфере облачных технологий обсудили их эволюцию до 2040 года — от интеллектуализации процессов до идей о переносе хранилищ в космос, чтобы минимизировать экологический ущерб планете.
Исчезнувший сигнал: как солнечная активность заглушила радиоголос Земли
Исследователи из НИУ ВШЭ и ИКИ РАН проанализировали данные спутника ERG (Arase) за семь лет и впервые подробно описали новое радиоизлучение Земли — гектометровый континуум, открытый в 2017 году. Выяснилось, что это излучение возникает спустя несколько часов после заката и исчезает через 1–3 часа после восхода Солнца. Чаще всего его фиксировали в летние месяцы, реже — весной и осенью. Однако к середине 2022 года, когда Солнце вошло в фазу повышенной активности, излучение полностью исчезло, но ученые предполагают, что сигнал может вернуться. Исследованиео публиковано в журнале Journal of Geophysical Research: Space Physics.
«Практика и опыт взаимодействия с профессионалами помогут подготовить будущего продюсера»
У магистерской программы двух дипломов «Продюсер в музыкальной индустрии», реализуемой Высшей школой экономики совместно с Российской академией музыки имени Гнесиных, появился индустриальный партнер — музыкальный лейбл KOALA MUSIC. Компания примет участие в разработке учебных дисциплин и привлечении экспертов из индустрии к подготовке студентов.
Физики из ВШЭ рассказали, как управлять вихрями в двумерной турбулентности
Как поведение турбулентных потоков меняется под действием внешнего воздействия, выяснили исследователи Института теоретической физики имени Л.Д. Ландау РАН и факультета физики НИУ ВШЭ. Они показали, что даже небольшое подкручивание извне может стабилизировать систему, продлевая жизнь крупных вихрей. Такие результаты помогут точнее моделировать атмосферные и океанические потоки. Работа опубликована в журнале Physics of Fluids.
Персонализированная терапия поможет более эффективному лечению раковых заболеваний
Исследователи Международной лаборатории микрофизиологических систем факультета биологии и биотехнологии НИУ ВШЭ занимаются разработкой методов, снижающих сопротивляемость опухолевых клеток к воздействию лекарств, созданием более эффективных методов лечения рака с учетом индивидуальных особенностей пациентов. О работе лаборатории «Вышке.Главное» рассказала ее руководитель Диана Мальцева.