Антитела используют тактику обмана для борьбы с патогенами, что может вдохновить новые методы лечения

Патогены создают "липкие" ситуации, цепляясь к поверхностям клеток человека при заражении. Новое исследование раскрыло несколько новых механизмов, с помощью которых антитела блокируют прикрепление бактерий E. coli, вызывающих инфекции мочевыводящих путей, к клеткам мочевого пузыря.

Как антитела блокируют прикрепление бактерий

Антитела используют несколько различных схем вмешательства, чтобы помешать бактериям закрепиться:

• Создание молекулярных "клиньев"
• Установка конформационных "ловушек"
• Блокировка "карманов" в специализированных белках адгезии, которые бактерии используют для прикрепления

Один из механизмов представлен в новом классе антител, которые имитируют молекулы на поверхности клетки. Эта уловка обманывает бактерии, заставляя их связываться с антителами вместо клеток мочевого пузыря.

"Все эти механизмы антител, обнаруженные при изучении инфекций мочевыводящих путей, вызванных E. coli, вероятно, применимы и для защиты от других бактериальных и вирусных патогенов", — отметил один из старших исследователей проекта, доктор Евгений В. Сокуренко.

Молекулы-приманки и иммунный ответ

Исследовательская группа обнаружила, что система бактериальной адгезии E. coli была обманута молекулой-приманкой, связанной с критической областью одного из изучаемых антител.

Антитело содержало гликан — сложную углеводную структуру, — который имитировал гликан-подобный рецептор на человеческих клетках, к которому стремились прикрепиться бактерии. Эта ошибка не только блокировала прикрепление, но и помечала бактерии для уничтожения иммунной системой.

"В то время как известно, что многие антитела несут различные формы гликанов, удивительно, что существование антимикробных антител с гликанами, имитирующими клеточные рецепторы, ранее не было задокументировано", — подтвердил соавтор исследования Джастин М. Коллман.

Последствия для терапии и предостережения

Результаты исследования открывают путь для разработки иммунотерапий, нацеленных на гликан-связывающие белки адгезии, продуцируемые бактериями. Этот подход может быть исследован и против других патогенов: вирусов, грибков и паразитов.

Исследователи также отмечают, что определенные микробные гликан-связывающие белки могут потенциально взаимодействовать с подмножеством раковых B-клеток при лимфомах. Кроме того, антигены от инфекционных микробов могут способствовать аутоиммунным расстройствам, стимулируя B-клеточные рецепторы.

Ученые предостерегают, что действия антиадгезивных антител не всегда могут быть полезны, и эти потенциальные побочные эффекты следует учитывать при разработке вакцин.

Методы исследования: крио-электронная микроскопия, масс-спектрометрия, адгезивные анализы и молекулярно-динамическое моделирование на суперкомпьютере Expanse в Сан-Диего.

Публикация: Nature Communications