Американські дослідники описали потенційний механізм, який відповідальний за зменшення ймовірності розвитку пухлин мозку у дітей із генетичною схильністю до них та астмою. Досліди на мишах показують, що при астмі Т-клітини збільшують синтез білка декорину, який перешкоджає виробленню клітинами мікроглії білка Ccl5, що є фактором росту гліоми зорових шляхів. Результати можуть допомогти у розробленні нових ліків як проти пухлин мозку, так і проти астми. Дослідження оприлюднене в журналі Nature Communications.
Getty
Чому між астмою і пухлинами мозку взагалі почали шукати зв'язок?
Ще в 90-х роках минулого століття епідеміологічні дослідження вказували, що люди із алергічними станами мають знижений ризик розвитку пухлин мозку. Зокрема, кілька років тому дослідники Вашингтонського університету в Сент-Луїсі помітили, що пухлини мозку зустрічається помітно рідше у дітей із астмою, навіть якщо вони мають нейрофіброматоз першого типу — генетично зумовлений стан, який характеризується схильністю до зростання пухлин нервової системи, особливо оптичної гліоми, яка вражає нерви зорових шляхів. А наступні дослідження показали, що річ може бути у механізмах роботи імунної системи: Т-клітини, які залучені до розвитку запального процесу при астмі, виявилися пов'язаними із розвитком оптичної гліоми через взаємодію з мікроглією — типом імунних клітин центральної нервової системи. У новій роботі науковці з Сент-Луїсу вирішили детальніше дослідити, яким є зв'язок між астмою та зниженням ризику пухлин мозку.
Як підійшли до роботи науковці?
Спочатку вчені хотіли впевнитися, що астма дійсно може вберігати від пухлин. Досліди провели на тваринних моделях — лабораторних мишах із генетичною модифікацією, яка призводить до проявів нейрофіброматозу та виникнення гліоми зорових шляхів. Починаючи з раннього віку половину тварин почали піддавати чинникам, які стимулюють розвиток астми — алергенам овальбуміну та пиловим кліщам, а іншу половину мишей, яка слугувала контрольною групою — нейтральному сольовому розчину.
Зрештою у мишей, які зазнали впливу алергенів, вдалося спричинити прояви астми, на що вказували запальні процеси в тканинах легень. Натомість тварини контрольної групи хвороби дихальної системи не набули, однак у них виявили суттєво більший об'єм зорових нервів, що вказувало на розвиток оптичної гліоми, чого не спостерігали у мишей із астмою.
Таким чином науковці впевнилися, що астма дійсно може зменшувати ризик розвитку гліоми навіть при генетичній схильності до неї. Далі вчені хотіли з'ясувати, який саме механізм лежить в основі цього захисту.
То яким чином астма зменшує ризик пухлин?
Попередні дослідження на мишах вказували, що розвиток пухлини мозку при нейрофіброматозі відбувається через активацію нейронами Т-клітин. Останні починають виробляти білок Ccl4, який активує клітини мікроглії на вироблення білка Ccl5 — фактора росту, необхідного для розвитку й зростання гліоми. Вчені очікували, що при астмі Т-клітини виробляють меншу кількість Ccl4. Але як з'ясувалося, вироблення Ccl4 не змінюється, натомість в оптичних нервах суттєво зменшується експресія Ccl5. Тобто астма якимось іншим шляхом перешкоджає активації мікроглії на вироблення Ccl5.
Вчені припустили, що Т-клітини, окрім Ccl4, виробляють ще якусь речовину, яка пригнічує вироблення Ccl5. Щоб це перевірити, вони порівняли РНК Т-клітин мишей після впливу алергенів та контрольних тварин. Увагу привернула збільшена експресія гену білка декорину: попередні дослідження на мишах показали, що його пригнічення зменшує прояви астми та патологічні зміни в легенях при впливі алергенів. Вивчення бази даних експресії генів серед пацієнтів із астмою вказало, що у людей захворювання теж супроводжується збільшенням вироблення декорину. Провівши досліди на культурах клітин, науковці показали, що декорин і справді зменшує вироблення мікроглією Ccl5 до рівня, якого недостатньо для розвитку гліоми. Тож, найімовірніше, астма захищає від гліоми через збільшення експресії гену декорину в Т-клітинах пацієнтів.
На ключову роль сполуки вказав і наступний дослід на тваринах, під час якого вчені давали мишам із нейрофіброматозом із раннього віку розчин з декорином. Подібно до тварин, які зазнали впливу алергенів, у цих піддослідних не помітили змін в об'ємі зорових нервів та розвитку гліоми. Оскільки стимуляція клітин мікроглії на вироблення відбувається через активацію білка NFkB, то вчені додатково перевірили, чи можна запобігти виникненню гліоми у мишей, якщо їм давати інший інгібітор NFkB — фенетиловий ефір кавової кислоти, що наразі комерційно доступний. Як і у випадку із ініціацією астми алергенами та застосуванням декорину, у мишей не розвинулося пухлин оптичних нервів, хоча й спостерігалися зміни в складі мікроглії та популяцій Т-клітин.
Таким чином, дослідники показали, що одні й ті ж речовини можуть мати позитивний або негативний вплив, у залежності від місця дії: у центральній нервовій системі декорин запобігає формуванню пухлин, але водночас у легенях сприяє посиленню запалення. Далі вчені планують дослідити, чи мають такий же вплив на розвиток пухлин інші захворювання, а також наскільки він характерний для людей. Зрозумівши ці механізми краще, можна розробити нові ефективні ліки проти онкологічних, аутоімунних та неврологічних хвороб.