Защитные системы организма должны быстро реагировать, когда патогены попадают в организм. Злоумышленников идентифицируют лейкоциты, которые передают информацию другим иммунным клеткам. Информация передается через секретируемые сигнальные белки, интерлейкины, которые присоединяются к подходящим рецепторам на реципиентных клетках и, например, заставляют клетки-мишени делиться и высвобождать антитела.
Контроль качества сдерживает незрелые сигнальные молекулы
Исследователи из TUM, Центра им. Гельмгольца в Мюнхене и Стэнфордского университета, изучая интерлейкин 23, смогли показать, как клетки обеспечивают правильное построение сигнальных белков интерлейкина. «Интенсивные исследования в настоящее время посвящены интерлейкину 23 не только из-за его центральной роли в защите от патогенов, но и потому, что он может вызывать аутоиммунные заболевания», – говорит Маттиас Файге, профессор биохимии клеточных белков в TUM и руководитель исследовательского проекта.
Интерлейкин 23 состоит из двух белков, которые должны объединиться в клетке, чтобы сформировать активный комплекс, чтобы иметь возможность запускать нужные сигналы.
Как показали ученые в своем исследовании, молекулы, называемые шаперонами, сохраняют в клетке одну часть интерлейкина, известного как IL23-альфа, до тех пор, пока она не будет включена в полный комплекс. Таким образом, клетка гарантирует, что она не секретирует непарный IL23-альфа, и, таким образом, контролирует биосинтез этого важного интерлейкина и, соответственно, сообщения, которые он посылает. Шапероны – это молекулярные белковые машины, которые обеспечивают правильное построение других белков.
«Мы смогли показать, что у несвязанного IL23-альфа есть химические связи, которые склонны к взаимодействию с шаперонами», – объясняет Файги.
В завершенном интерлейкине 23 эти связи закрыты, так что шаперон больше не может взаимодействовать, и, следовательно, полная молекула может покинуть клетку.
Целенаправленное вмешательство в коммуникацию иммунных клеток
Поскольку обычно изолированный IL23-альфа не присутствует вне клетки, было неясно, может ли он сам по себе влиять на иммунную систему. Исследователи смогли проверить это с помощью слегка модифицированной версии молекулы, созданной в лаборатории, которая была основана на компьютерном дизайне.
В этом новом варианте молекулы связи, которые могли соединяться с шапероном, были закрыты.
«Модифицированные молекулы могут свободно покидать клетку», – говорит Сюзанна Мейер, первый автор исследования. "Затем они присоединяются к тем же рецепторам, что и полный интерлейкин 23, и вызывают аналогичную, но более слабую реакцию.«Соответственно, IL23-альфа может быть превращен в функциональный сигнальный белок с помощью молекулярной инженерии, что позволяет ему обходить системы контроля качества клетки.
«Не исключено, что сконструированный IL23-альфа может взаимодействовать еще с другими рецепторами в иммунных клетках и влиять на них пока неизвестным образом», – говорит Файги. "Это один из следующих вопросов, которые мы рассмотрим.«Результаты могут послужить основой для будущих лекарств, в которых используются искусственно созданные интерлейкины для желаемой модуляции иммунной системы.