Новости

2 Сентября, 2020 16:57

Показано, что в молоке человека содержатся антитела, способные расщеплять короткие РНК

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
Пакеты с молоком для замораживания. Источник: Сергей Седых

«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.

Именно последнее свойство удалось продемонстрировать ученым ИХБФМ СО РАН на коротких — длиной 20 нуклеотидов — микроРНК. Исследователи проводили эксперименты in vitro, в пробирке. Они выделяли антитела из молока, смешивали с искусственно синтезированными флуоресцентно-мечеными микроРНК и регистрировали продукты гидролиза.

«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). 

Теги
Медицина
17 Сентября, 2020
Метод оптической биопсии послужит для диагностики рака печени
Ученые Орловского государственного университета разработали способ диагностики новообразований печен...
14 Сентября, 2020
Ученые усовершенствовали технологию редактирования генома
Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) совместно с коллега...