Адаптации иммунной системы пещерных рыб могут пролить свет на аутоиммунные заболевания
Исследователи из Института медицинских исследований Стоуэрс видят в пещерных рыбах возможность понять больше о росте аутоиммунных заболеваний у людей.
«Пещерные рыбы дают нам возможность спросить: "Как эволюционирует иммунная система, когда паразитов нет?"», — объясняет Роберт Пойсс, доктор философии.
Это связано с тем, что, как и пещерные рыбы, большинство людей теперь живут в среде, относительно свободной от паразитов. Но в отличие от пещерных рыб, человеческая иммунная система иногда ищет, на что напасть, даже когда паразитов нет, в то время как у пещерных рыб эволюционировала иммунная система, которая остается сбалансированной даже в отсутствие паразитов.
«Одна из гипотез заключается в том, что определенные паразиты помогают сбалансировать наши иммунные реакции. В отсутствие этих паразитов этот баланс может быть нарушен, и, как следствие, иммунная система атакует наши собственные клетки в организме», — говорит Пойсс.
Аутоиммунные заболевания, такие как диабет 1 типа, по данным Национальных институтов здоровья (NIH), сейчас поражают до 23,5 миллионов американцев, и эти цифры растут.
«Но пещерные рыбы находятся в этих пещерах без паразитов уже 150 000 лет», — говорит Николя Ронер, доктор философии, — что является гораздо более длительным сроком для действия эволюции.
Сравнение пещерных и речных рыб
В исследовании, опубликованном 20 июля 2020 года в Nature Ecology & Evolution, исследователи оценили среду обитания пещерной рыбы Пахон и близкородственной речной (или поверхностной) рыбы из Рио-Чой в Мексике. Это очень близкие представители одного вида.
«Мы обнаружили невероятное количество паразитов у поверхностных рыб — в кишечнике, коже, печени, желчном пузыре — повсюду. Но мы не нашли никаких паразитов у пещерных рыб», — говорит Пойсс.
Изучение иммунной системы
Затем в лаборатории исследователи изучили врожденную и адаптивную иммунную систему обоих типов рыб.
Первое наблюдение команды заключалось в том, что по сравнению с поверхностными рыбами врожденная иммунная система пещерных рыб гораздо более чувствительна при столкновении с потенциальной угрозой, что приводит к более сильной воспалительной реакции.
Интересно, что команда обнаружила, что пещерные рыбы производят меньше клеток, составляющих врожденную иммунную систему. Это сокращение количества врожденных иммунных клеток потенциально может компенсировать повышенную чувствительность.
Связь с жировой тканью
Ронер и его команда также изучили уровень жира в организме пещерных рыб. Повышенная жировая ткань обычно увеличивает воспаление — это верно и для людей. Но когда исследователи изучили пещерных рыб, это оказалось не так. Пещерные рыбы, у которых уровень жира в организме намного выше, чем у поверхностных рыб, не показали более высокого уровня воспаления.
«Сокращение количества врожденных иммунных клеток у пещерных рыб по сравнению с поверхностными, вероятно, является причиной отсутствия воспалительной реакции», — говорит Пойсс. — «Это особенно интересно, поскольку мы знаем, что у людей более высокий уровень жировой ткани часто означает более высокую степень воспаления, что может привести к вторичным заболеваниям, таким как диабет 2 типа».
Будущие исследования
Пойсс отмечает, что эти выводы порождают дальнейшие вопросы для изучения. Например, они не знают генетических факторов, которые приводят к снижению выработки врожденных иммунных клеток у пещерных рыб. Следующим шагом в этом исследовании является попытка идентифицировать эти факторы и посмотреть, могут ли существовать подобные факторы у людей.
«С пещерными рыбами у нас есть пример для изучения того, как это развивалось в условиях окружающей среды, и для поиска генетической основы этих признаков», — говорит Пойсс.