Когда исследователи заразили лабораторных мышей мышиным эквивалентом микробов, вызывающих обычные инфекции у людей, инфекции изменили иммунную систему животных. Иммунная система неинфицированных мышей напоминала иммунную систему новорожденных людей, но иммунная система инфицированных мышей вела себя так же, как и у взрослых людей.Статья опубликована 20 апреля в Cell Host. Микроб.
«Если мыши не являются идеальными моделями, возможно, отчасти это связано с тем, что мы так их очистили», — сказал старший автор Герберт «Скип» Вирджин, IV, доктор медицинских наук, профессор патологии и иммунологии Маллинкродта и профессор. микробиологии и медицины. «Может быть, мы могли бы сделать их лучшими моделями человеческих болезней, вернув им некоторые из инфекций, которые были бы нормальными для нас, людей и любого другого млекопитающего на планете».Исследования на животных не всегда точно предсказывают, как вакцина или лечение будут действовать на людях.
Частично это связано с генетическими различиями (очевидно, что мыши — это не просто крошечные пушистые люди), но это также может быть связано с различиями в окружающей среде между лабораторными мышами, которые живут в почти стерильной, хорошо контролируемой среде, и людьми, которые подвергается воздействию бесчисленных микробов, начиная с рождения.В рамках исследования исследователи заразили мышей, выращенных в чистом исследовательском центре, двумя видами вирусов герпеса и кишечным паразитом, вызывающим хронические инфекции, а также вирусом гриппа, вызывающим кратковременную инфекцию. Во всем мире все они связаны с распространенными инфекциями у людей, хотя в Соединенных Штатах кишечные глисты встречаются нечасто.
После того, как мыши оправились от острых инфекций и были установлены хронические инфекции, исследователи извлекли иммунные клетки из их крови и изучили, какие гены были активными.«Почти нет совпадений между генами, которые были активны в иммунных клетках неинфицированных и инфицированных мышей», — сказала Virgin. «Эти различия в том, какие гены были включены, означают, что активность всей иммунной системы действительно фундаментально изменилась».Тот же образец изменений активности генов был обнаружен, когда исследователи и их сотрудники сравнили иммунные клетки из пуповины человека с клетками взрослых людей.
Как и у подопытных мышей, новорожденные люди практически не заразились инфекциями.«Заразив мышей инфекциями, мы изменили экспрессию их генов, сделав их больше похожими на взрослых людей, а не на новорожденных», — сказала Вирджин. «Это действительно говорит о том, что отсутствие инфекции может быть одной из причин того, что мыши-исследователи отличаются от людей».Чтобы проверить, какое влияние эти изменения в иммунной системе оказали на способность мышей отвечать на вакцинацию, инфицированным и контрольным мышам вводили вакцину против желтой лихорадки. Обе группы дали эффективные, но несколько разные ответы.
«Что-то в истории инфекций изменило качество ответа антител», — сказала Virgin.Люди почти всегда вызывают сильный иммунный ответ на вакцину против желтой лихорадки, но это не относится ко всем вакцинам. Некоторые из них более эффективны для одной группы населения, чем для другой. Например, сообщалось, что вакцина от туберкулеза работает лучше в европейском, чем в африканском населении, и причины могут быть связаны как с окружающей средой, так и с генетикой.
«Все мы хронически инфицированы множеством разных болезней, и это нормально», — сказала Virgin. «Это не делает нас больными, но может отличать нас от одной части мира к другой из-за изменений в тех хронических инфекциях или комменсальных организмах, которые живут на нас».Чтобы создать модель на мышах, которая точно предсказывает, как вакцины будут действовать на людей, ученым необходимо понимать как различия в иммунных реакциях человека во всем мире, так и влияние различных инфекций на иммунную систему мышей.«Мы установили принцип, согласно которому вы можете существенно изменить природу иммунного ответа, но что мы пока не можем сделать, так это заставить мышь вызывать человеческий ответ», — сказала первый автор Тиффани Риз, доктор философии, которая в то время руководила проектом. научный сотрудник лаборатории Virgin, а сейчас работает доцентом кафедры иммунологии и микробиологии в Юго-западном медицинском центре Техасского университета. «Мы не знаем, какие организмы каким образом изменяют иммунную систему.
Это то, над чем мы сейчас работаем».