Ученые из Национального института биологических наук в Пекине сообщают, что два порообразующих белка из распространенной плесени Alternaria alternata прокалывают эпителиальные мембраны дыхательных путей и инициируют сигналы, вызывающие аллергическое воспаление дыхательных путей.

Аллергены, вызывающие иммунитет 2-го типа, такие как пылевые клещи, пыльца и споры плесени, имеют мало структурного сходства. Рецепторы распознавания образов реагируют на бактериальные и вирусные угрозы, в то время как реакции 2-го типа, по-видимому, реагируют на повреждение тканей.

Сигнализация MAPK действует как молекулярный коммутатор внутри эпителиальных клеток , преобразуя внешний стресс в команды на генном уровне. IL-33 — это цитокин сигнала тревоги, который обычно находится внутри ядер клеток дыхательных путей , но высвобождается при разрушении мембран, активируя клетки врождённого иммунитета и управляя ответом. При аллергических заболеваниях дыхательных путей активность MAPK усиливает программы, запущенные IL-33, поэтому обе молекулы оказываются в центре воспаления.

В исследовании «Перфорация мембраны эпителиальных клеток вызывает аллергическое воспаление дыхательных путей», опубликованном в журнале Nature , исследователи разработали стратегию очистки и восстановления, чтобы проверить, могут ли грибковые белки инициировать воспаление 2-го типа посредством эпителиального восприятия.

В качестве экспериментальных систем использовались линии эпителиальных клеток легких человека и повторное интраназальное воздействие белка на мышей, при этом ранняя активация отслеживалась по высвобождению ИЛ-33, фосфорилированию МАРК и экспрессии генов воспаления.

Ученые обнаружили два белка плесени Alternaria alternata, Aeg-S и Aeg-L, которые, взаимодействуя друг с другом, прокалывают мембраны клеток дыхательных путей. На снимках видно, что они соединены в кольцевидное сверло. Слабое воздействие позволяет кальцию проникать внутрь и активировать реле MAPK. Более сильное воздействие разрушает клетки и высвобождает сигнал тревоги IL-33. Каждый из белков вырабатывается по отдельности, не оказывая никакого эффекта.

Блокирования входа кальция или рецептора MAPK было достаточно, чтобы остановить все последующие реакции. Вдыхание этих двух веществ вызывает у мышей классические признаки аллергии: эозинофилы в лёгких, Т-хелперы 2-го типа и всплеск IgE, в то время как плесень, модифицированная таким образом, чтобы исключить какой-либо из этих белков, оставляет дыхательные пути спокойными.

Шесть структурно не связанных порообразующих токсинов грибов, бактерий, кольчатых червей и книдарий вызывали схожие эпителиальные и иммунные реакции при воздействии на дыхательные пути, включая высвобождение IL-33 и активацию MAPK в эпителиальных клетках даже без обратной связи IL-33.

Данные исследования показывают, что перфорация мембраны воспринимается как опасность и является достаточной для запуска иммунных путей 2-го типа в эпителии дыхательных путей. Авторы утверждают, что многие неродственные аллергены и яды содержат порообразующие белки, поэтому перфорация может объяснить, почему различные стимулы вызывают схожее воспаление дыхательных путей.