Как наследственность и окружающая среда влияют на иммунные клетки

Исследователи из Института Салка (США) оценили, как наследственные факторы и жизненный опыт по-разному формируют эпигенетические изменения в иммунных клетках человека (химические модификации ДНК и гистонов, которые меняют активность генов без изменения самой последовательности ДНК). Эпигенетика — это система химических меток вокруг ДНК, которые управляют тем, какие гены включаются или выключаются в каждой клетке. Эти процессы помогают объяснить, почему люди по-разному реагируют на инфекции и внешние воздействия. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Genetic.

Исследование

Учёные проанализировали 171 образец крови от 110 человек, которые ранее перенесли различные воздействия: инфекции (включая ВИЧ, грипп, SARS-CoV-2 — COVID-19, MRSA и MSSA — золотистый стафилококк), прошли вакцинацию или контактировали с пестицидами. Специалисты выделили 7 типов иммунных клеток, включая Т- и В-клетки, отвечающие за долгосрочную память о прошлых инфекциях, а также моноциты и естественные клетки-киллеры, которые быстро реагируют на патогены. Для исследования применили современные технологии секвенирования, которые позволили детально изучить метилирование ДНК (основной механизм эпигенетики, который работает как «выключатель» генов) и структуру хроматина (способ упаковки ДНК в клетке, от которого зависит доступность генов для работы).

В ходе работы были выделены 2 типа эпигенетических изменений:

• eDMR — приобретённые в течение жизни изменения, связанные с внешними воздействиями, расположенные в регуляторных областях ДНК, влияющие на динамические реакции клеток на инфекции и химические факторы;
• gDMR — унаследованные изменения, сосредоточенные в стабильных областях генов, особенно в Т- и В-клетках, формирующие долгосрочные иммунные программы.

Общее число eDMR превышало 750 000 областей, и их количество различалось в зависимости от типа воздействия. Некоторые инфекции, включая SARS-CoV-2 и MRSA/MSSA, вызывали особенно много изменений. Учёные также выяснили, что некоторые эпигенетические изменения связаны с наследственными вариантами генов, которые повышают риск развития определённых заболеваний.

Комментарии

Авторы подчёркивают, что созданный атлас иммунных клеток станет важным ресурсом для будущих исследований. Он может помочь прогнозировать, как иммунная система конкретного человека отреагирует на инфекции, и выявлять потенциальные цели для персонализированной терапии.

Ранее опубликованное исследование показало, что фторхинолоны (группа антибиотиков широкого спектра действия, полностью созданных в лаборатории) способны напрямую изменять работу иммунных клеток. Полученные данные расширяют понимание действия антибиотиков и могут помочь в дальнейшем выборе более подходящей терапии, заявляют эксперты.