Развитие иммунной системы человека – новые данные

Транспорт антител от матери в организм новорожденного необходим для развития его иммунной системы. Эти антитела, до рождения транспортирующиеся через плаценту, а после рождения – через материнское молоко, формируют иммунный ответ организма ребенка на внешние патогены и также могут оказывать влияние на возникающие впоследствии аутоиммунные заболевания.

Исследователи из Калифорнийского Технологического Института (California Institute of Technology) впервые расшифровали весь сложный путь, который проходят антитела от материнского молока через желудочно-кишечный тракт ребенка и попадают в его кровоток.

Организм новорожденного способен воспринять материнские антитела с помощью белка, называемого неонатальным Fc-рецептором (FcRn), который располагается на плазматической мембране клеток слизистой оболочки кишечника. FcRn связывает антитело в просвете кишечника, затем клеточная мембрана формирует вокруг рецептора и его лиганда пузырек, или везикулу, который отправляется через цитоплазму клетки к ее базальной области, обращенной к стенке кишечника, и там высвобождает свое содержимое в кровоток.

Доктор Памела Бъёркман (Pamela Bjorkman) и ее коллеги сумели сделать этот процесс видимым, использовав антитела, меченые частицами золота, и применив метод электронной томографии. Электронная томография – одно из ответвлений электронной микроскопии; весьма распространенная сегодня лабораторная техника, в которой можно получить трехмерное изображение объекта.

Электронная томография показала, что комплексы FcRn с антителами накапливаются в клетках в больших везикулах, иначе называемых «мультивезикулярными телами», которые содержат по несколько более мелких пузырьков. Ранее считалось, что такие мультивезикулярные тела отвечают только за накопление продуктов клеточного метаболизма и не участвуют в транспорте жизненно важных белков.

Многие мультивезикулярные тела также образовывали трубчатые структуры, сливались друг с другом и распадались на мелкие везикулы, которые переносили антитела по цитоплазме клетки. Когда такие везикулы достигали области клеточной мембраны, контактировавшей с капилляром, они сливались с мембраной и освобождали свое содержимое в кровь. На внешней поверхности везикул располагалась сеточка из белка клатрина. Ранее считалось, что перед слиянием пузырька с мембраной клетки клатриновое «опушение» снимается, однако теперь стало ясно, что лишь небольшой его участок разбирается в той области пузырька, которой он непосредственно контактирует с мембраной клетки.

В настоящее время научная группа занимается исследованиями везикулярного транспорта в других типах клеток, чтобы выяснить, применимы ли к ним полученные результаты. Процесс транспорта, опосредованного рецепторами – это фундаментальный биологический процесс, без которого были бы невозможны реакции клеток на гормоны, лекарственные препараты, не осуществлялась бы межклеточная коммуникация, необходимая для нервных и иммунных процессов, и многое другое. По этой причине интерес к этим механизмам не ослабевает.

Статья: He et al. FcRn-mediated antibody transport across epithelial cells revealed by electron tomography. Nature, September 25, 2008; 455 (7212): 542 DOI: 10.1038/nature07255

По материалам:
California Institute of Technology