Врожденная иммунная система способна бороться с инфекционными патогенами, такими как вирусы, бактерии и паразиты, на нескольких уровнях. Помимо прочего, важную роль в противовирусной защите играют так называемые интерфероны. Это особые белки, которые быстро высвобождаются в ответ на вирусную инфекцию и могут вызвать соответствующий иммунный ответ против атакующих клеток. В то же время так называемые «врожденные лимфоидные клетки» (ВЛК) являются важным фактором функционирования врожденной иммунной системы.
ИЛК в основном активны на внутренней и внешней поверхностях тела, где они продуцируют особые белки, в данном случае интерлейкины, и, таким образом, участвуют в ранней стадии иммунного ответа на инфекцию, вызванную вирусами, бактериями и паразитами.
Исследователи смогли использовать пример ротавируса, чтобы продемонстрировать, как с такой инфекцией можно очень эффективно бороться. Механизм предполагает взаимодействие специальных интерферонов (интерферон-лямбда, IFN-λ) со специальными интерлейкинами (IL-22), последний из которых экспрессируется подгруппой ILC, называемой клетками ILC3. Ротавирусы — очень заразные патогены, вызывающие рвоту и диарею.
Ротавирусная инфекция является наиболее частой причиной диареи у детей и является причиной более 500 000 смертей во всем мире каждый год. Он атакует эпителиальные клетки, покрывающие кишечник, и повреждает их.
«Нам удалось показать, что интерферон-лямбда (IFN-λ), хотя и является необходимым фактором, сам по себе не способен контролировать ротавирусную инфекцию, но присутствие интерлейкина-22 (IL-22) также необходимо для эффективной борьбы с ротавирусом », — пояснил профессор Андреас Дифенбах из Департамента медицинской микробиологии и гигиены. Медицинского центра Университета Майнца.
Исследователи смогли определить механизм, лежащий в основе этого синергетического эффекта. Они обнаружили, что оба вещества-посредника действуют совместно, чтобы оптимально бороться с ротавирусом, запуская образование противовирусных белков, особенно в эпителиальных клетках кишечника; они эффективно предотвращают синтез новых вирусных частиц.
Уже известно, что передающее вещество интерлейкин-22 выполняет множество функций в реакциях иммунного ответа, таких как, например, защита кишечника и легких от бактериальных инфекций. Кроме того, интерлейкин-22 вносит важный вклад в процессы восстановления тканей в кишечнике после повреждения кишечного эпителия в результате воздействия радиации. «Наше новое открытие, что интерлейкин-22 действует как своего рода подкрепление для интерферона, является настолько захватывающим, потому что оно может иметь значение для разработки будущих концепций иммунотерапии», — сказал Дифенбах. Интерфероны используются, например, в иммунотерапии хронических вирусных инфекций, которые часто не поддаются лечению, таких как гепатит.
Исследователи постулируют, что инновационный механизм, в котором два компонента врожденной иммунной системы эффективно взаимодействуют в эпителиальных клетках, возможно, развился в ходе эволюции как вторичная линия иммунной защиты в среде, в которой вирусы постоянно изменялись и адаптировались.
Поскольку ротавирус представляет собой особую угрозу для детей, исследователи также надеются получить представление о функционировании иммунной системы в начале жизни до того, как приобретенная иммунная система успеет полностью развиться.