Наука в Сибири

от 01.09.2020 г.

Оригинал статьи


Молоко с иммунитетом
Ученые Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН показали, что в молоке человека содержатся антитела, способные расщеплять короткие РНК. Эта их биологическая функция может оказывать влияние на иммунную систему кишечника ребенка. Результаты исследования опубликованы в журналах Мolecules и Journal of Dairy Science.

«Все считают, что грудное молоко — это просто биологическая жидкость, состоящая из воды, сахара, витаминов и белка. На самом деле оно включает в себя огромное количество белков, выполняющих различные функции, и поэтому очень сильно отличается от различных молочных смесей. В том числе в нем есть антитела, защищающие ребенка от самых разных инфекций», — рассказывает научный сотрудник Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН кандидат биологических наук Сергей Евгеньевич Седых.

В ИХБФМ СО РАН под руководством доктора химических наук Георгия Александровича Невинского работает одна из немногих научных групп в мире, которая занимается изучением белков и других биологически активных компонентов из молока человека, а также лошади, коровы, козы.

Материнское молоко — это намного больше, чем просто еда. Еще в прошлые века люди заметили, что младенцы, получающие грудное молоко, выживают гораздо лучше, чем те, кто питался искусственно. Затем это наблюдение подтвердили ученые, показавшие: дети на естественном вскармливании по-другому болеют кишечными инфекциями (даже когда вырастают). То есть микрофлора кишечника создается при участии того, что туда попадает с молоком матери, в том числе бактерий и антител. Всё это до сих пор недостаточно изучено.

Антитела молока отличаются от тех, которые присутствуют в крови. Если последние запускают в организме механизмы борьбы с различными инфекциями, то задача первых — всего лишь вывести патогены из кишечника младенца наружу, в подгузник (и функционировать они начинают не в молоке, а уже в кишечнике ребенка). Показано, что у кормящей женщины в крови и молоке сильно возрастает концентрация антител, обладающих каталитическими активностями. Они могут не только связывать и нейтрализовать патогены, но и гидролизовать — разрезать на кусочки — неугодные ДНК и РНК.

«В наших последних двух статьях мы показали, что два разных вида антител из грудного молока (IgG и sIgA) могут нейтрализовать короткие РНК, задачи которых еще до конца не изучены. Возможно, это какая-то неизвестная функция иммунной системы кишечника, которая необходима для работы всей иммунной системы в комплексе», — говорит аспирант ИХБФМ СО РАН Иван Юрьевич Компанеец.

Одноцепочечная РНК, которую выделяют бактерии, присутствует в кишечнике ребенка в огромном количестве. Также в нем есть специальные рецепторы, которые распознают эту РНК. «Таким образом, бактерии активно участвуют в регуляции многих процессов у ребенка. В частности, они влияют на прирост массы костей, перистальтику кишечника, — рассказывает ведущий инженер ИХБФМ СО РАН и ассистент кафедры молекулярной биологии и биотехнологии факультета естественных наук Новосибирского государственного университета Евгений Александрович Ермаков. — Мы показали, что антитела, попадающие с молоком матери, способны расщеплять молекулы коротких РНК, таким образом ограничивая доступность этих молекул для рецепторов в кишечнике младенца». По словам ученого, таким образом удалось найти конкретный механизм, с помощью которого иммунная система матери может регулировать некоторые процессы у ребенка.

«Главная функция микроРНК — регуляция экспрессии генов. Именно микроРНК запускают и останавливают их работу. Если антитела из материнского молока способны разрезать лишнюю РНК, получается, что они также участвуют в этом процессе», — отмечает Иван Компанеец. При этом специфичности антител к каким-то определенным микроРНК ученые не обнаружили. Хотя удалось показать: антитела молока и крови больных аутоиммунными заболеваниями функционируют по-разному.

На данном этапе это чисто фундаментальное исследование, которое проводится in vitro. Однако исследователи пытаются представить, как эти процессы будут происходить в организме. «Самая главная практическая перспектива наших результатов в том, что молочные смеси для младенцев можно будет дополнительно обогащать антителами здоровых матерей (разумеется, предварительно изучив эти антитела и их воздействие на организм). Либо можно использовать искусственно созданные моноклональные антитела, которые будут обладать специфическими свойствами защитных антител из материнского молока», — рассказывает Евгений Ермаков.

Исследования поддержаны проектами РНФ 20-15-00162 (руководитель — профессор, доктор биологических наук Валентина Николаевна Бунева)
\\.

Диана Хомякова