После 2017 года, когда Нобелевскую премию по физиологии или медицине получили Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг за исследования молекулярных механизмов циркадных ритмов, в мире наблюдается всплеск исследований в этой области. В том числе – и в области связи циркадных ритмов с иммунитетом.
Одна из таких работ опубликована в журнале Science Advances. Популярное изложение этой новости озаглавлено многообещающе – дескать циркадные ритмы матери влияют на восприимчивость детей к бактериальной инфекции. Но есть одно огромное трансляционное «но»: исследование проведено на не очень близком к человеку организме – нематоде. И здесь можно говорить как о циркадных ритмах матери, так и отца.
В терапии бактериальных инфекций, равно как и к восприимчивости пациентов к ней, все не очень просто. Многие пациенты по-разному реагируют на лечение, что подчеркивает необходимость изучения факторов, которые могут влиять на иммунную систему и повышать восприимчивость к инфекциям. Различные факторы (генетика, эпигенетика, окружающая среда), могут влиять на индивидуальный риск заражения и тяжесть инфекций.
Авторы новой работы решили разобраться в одном феномене – разной подверженности потомства нематоды Caenorhabditis elegans к заражению синегнойной палочкой при ее полной генетической идентичности. Дело в том, что у Caenorhabditis elegans два пола: самцы (X0) и гермафродиты (XX), и гермафродиты – самки, обретшие способность к сперматогенезу – способны сами себя оплодотворять. В таких условиях есть возможность получать абсолютно генетически одинаковое потомство. Одновременно в лабораторных условиях можно добиться абсолютно идентичных внешних условий. Тем не менее, восприимчивость к синегнойной палочке у потомства все равно оставалась разной.
Эксперименты с флуоресцентными метками показали, что разные «нематоды-дети» имели разный уровень биомаркера воспаления, связанный с разным уровнем экспрессии гена irg-5. Этот уровень биомаркера был связан с восприимчивостью к инфекции. А экспрессия гена irg-5 у потомства, в свою очередь, коррелировала с циркадными ритмами матери (ну или отца, гермафродиты все же). Как только циркадные ритмы у родителя блокировались, разная восприимчивость к возбудителю исчезала.
Авторы отмечают, что эти результаты указывают на наличие циркадного механизма, который может существенно влиять на исход инфекции, даже если генетика и окружающая среда схожи. Этот циркадный контроль может помочь объяснить, почему у пациентов с сопоставимыми факторами риска часто наблюдается совершенно разная реакция на инфекцию.
Разумеется, прямой перенос выводов исследования с нематоды на человека будет неправильным, поскольку здесь существует и еще один уровень контроля времени суток (и не один), и значимо более долгий уровень развития потомства перед появлением на свет, и многое другое. Тем не менее, судя по всему, сам вклад циркадных ритмов в работу иммунной системы учитывать нужно. Тем более, что тому есть и другие свидетельства, полученные на более сложных модельных животных, о которых мы расскажем в ближайшем будущем.
Текст: Алексей Паевский