Аллергические заболевания часто имеют семейный характер, но ученым до сих пор не были известны гены, которые с этим связаны. Они уже достаточно давно поняли, что аллергию следует рассматривать как результат сложного взаимодействия генов, которое зависит от факторов внешней среды. Но недавнее открытие, сделанное в Детском центре и Институте медицинской генетики Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, США, впервые показало ключевую роль одного-единственного генетического пути в возникновении множества аллергических заболеваний.
Согласно результатам исследования, опубликованного 24 июля в Science Translational Medicine ,
мутантный белок, называемый трансформирующим фактором роста-бета, или TGF-бета, может быть виновником изменения реакции клеток иммунной системы на обычные продукты питания и вещества окружающей среды. Это и порождает спектр аллергических реакций.
TGF-бета известен специалистам самыми разнообразными сигнальными функциями, которые он выполняет в организме человека, — от контроля роста и развития клеток в различных органах до контроля самих межклеточных взаимодействий. Мутации, приводящие к неправильной работе TGF-бета, лежат в основе тяжелых генетических заболеваний, таких как синдром Марфана и синдром Лойса — Дитца. Эти болезни характеризуются множественными анатомическими нарушениями и патологиями сердечно-сосудистой системы, которые могут привести к аневризме и разрыву аорты.
«У нас есть доказательства, что тот же самый сбой в работе белка TGF-бета, который отвечает за некоторые клинические проявления и синдром Лойса — Дитца, лежит в основе каскада событий, приводящих к развитию таких заболеваний, как астма, пищевая аллергия и экзема», — считает Памела Фришмейер-Гурейро, один из авторов исследования.
По мнению авторов работы, нарушение сигнальной функции TGF-бета способно разблокировать цепную реакцию, которая в итоге приводит к аллергическим заболеваниям.
Догадки о роли TGF-бета в развитии аллергии возникли у ученых пять лет назад, когда они впервые заметили, что среди пациентов с синдромом Лойса — Дитца аллергиков было значительно больше, чем в других группах.
Для своего исследования они отобрали 58 детей и молодых людей с синдромом Лойса — Дитца в возрасте от 7 до 20 лет. У большинства из них либо на момент исследования, либо в прошлом были различные аллергические заболевания — ринит, экзема, пищевая аллергия, астма. У всех пациентов найдены аномально высокие уровни нескольких биохимических маркеров аллергических заболеваний, а также большое количество клеток крови — эозинофилов и лейкоцитов, участвующих в ответе на аллергены.
Поскольку из полученных ранее экспериментальных данных было известно, что белок TGF-бета контролирует созревание клеток иммунной системы, ученые из Госпиталя Джона Хопкинса сосредоточили свое внимание на группе клеток, называемых регуляторными Т-клетками. Их основная функция в организме — «следить» за другими клетками иммунной системы и не давать им работать слишком рьяно.
У пациентов с синдромом Лойса — Дитца уровень регуляторных Т-клеток оказался очень высоким. Удивление исследователей вызвал тот факт, что вместо того, чтобы выполнять свою обычную функцию «укротителей» воспалительной реакции, регуляторные Т-клетки делали все с точностью до наоборот — секретировали способствующие развитию воспалительной реакции сигнальные молекулы-цитокины. Но когда они выделили регуляторные Т-клетки у детей и молодых людей, страдающих аллергией, но не больных синдромом Лойса — Дитца, выяснилось, что эти клетки во многом вели себя сходным образом. Исследователи предположили, что такое поведение клеток и у тех и у других пациентов вызвано сбоем в работе белка TGF-бета.
Доказательства они получили в экспериментах с клеточными культурами.
В норме TGF-бета обеспечивает баланс — иммунные реакции должны быть направлены на опасные чужеродные белки, но не на пищевые продукты и бытовые вещества. Если в его работе возникает сбой из-за мутации, этот баланс нарушается.
Поэтому носители такой мутации предрасположены ко всякого рода аллергическим заболеваниям.
Ученые также выяснили, что лекарственный препарат, ранее использующийся для снижения кровяного давления и защиты от аневризмы аорты, блокирует активность TGF-бета. Его применяют для замедления развития опасных симптомов, влекущих за собой раннюю смерть пациентов с синдромом Марфана и синдромом Лойса — Дитца. Они собираются изучить этот препарат на противоаллергические свойства.