Ранее воздействие никотина нарушает развитие иммунной системы и усугубляет грипп у взрослых мышей

Воздействие никотина во время беременности и вскоре после рождения может иметь длительное воздействие на иммунную систему ребенка и вызвать более тяжелые респираторные инфекции в более позднем возрасте, показывает новое исследование исследователей из Университета Калифорнии в Санта-Крузе.

Долгое время известно, что пренатальное воздействие никотина вызывает ряд проблем со здоровьем, от преждевременных родов до повышенных респираторных заболеваний, но ученые не полностью понимали процессы, вызывающие эту уязвимость.

Теперь исследование, опубликованное в журнале Stem Cell Reports, показывает, что на моделях мышей воздействие никотина во время беременности и вскоре после рождения изменяет стволовые клетки, которые создают клетки крови организма и другие важные клетки легочного иммунитета. Это приводит к повышенной восприимчивости и тяжести гриппа, а также вероятно других респираторных заболеваний, в более позднем возрасте.

"Это исследование не о всех соединениях, которые вы вдыхаете при курении сигареты; речь идет именно о вызывающем привыкание соединении никотин," сказал Марсель Роммель, автор исследования и постдокторант в UCSC. "Во время беременности клиницисты иногда рекомендуют никотиновую заместительную терапию, такую как пластыри или жевательную резинку, чтобы помочь пациентам бросить курить. Эти продукты все еще содержат никотин, и наше исследование предполагает, что сам никотин негативно влияет на развитие иммунной системы."

Это исследование возглавлялось лабораторией Камиллы Форсберг, профессора биомолекулярной инженерии в Институте биологии стволовых клеток (IBSC) и Школе инженерии имени Баскина. Лаборатория сосредоточена на развитии стволовых клеток крови и заболеваниях от эмбрионального развития до старения, а также на влиянии экологического воздействия, положительного или отрицательного, на здоровье кровеносной системы на протяжении всей жизни.

Сигареты, другие табачные изделия и более новые альтернативы, такие как вейпы и никотиновые подушечки, содержат никотин наряду с другими потенциально вредными веществами, что затрудняет разделение эффектов никотина от эффектов других ингредиентов.

Исследователи решили изучить влияние чистого никотина, особенно поскольку никотин постоянно является вызывающим привыкание соединением, обнаруживаемым в более современных табачных продуктах по мере снижения курения сигарет.

"Мы хотим перенести исследования, которые мы проводим в лаборатории, на благополучие людей," сказала Алессандра Родригес-и-Баена, автор исследования, выпускница докторской программы лаборатории Форсберг и нынешний профессор биологии в Колледже Хартнелл.

"В США почти 4% матерей курят во время беременности, а в других странах это число еще выше. Большинство людей знают, что курение во время беременности вредно, но нам еще многое нужно узнать о том, как никотин влияет на развивающегося младенца и могут ли эти эффекты длиться во взрослую жизнь."

Исследователи использовали модели мышей и инструменты отслеживания линии клеток, чтобы понять влияние перинатального воздействия никотина на кроветворные стволовые клетки, которые имеют решающее значение для иммунной системы.

Они обнаружили, что потомство, подвергшееся воздействию никотина, рождалось с меньшим количеством кроветворных стволовых клеток, называемых гемопоэтическими стволовыми клетками (HSC). Эти клетки показывали измененные паттерны генов иммунного регулятора, которые сохранялись во взрослую жизнь, даже хотя воздействие никотина прекратилось вскоре после рождения.

"Эти клетки снижаются после воздействия никотина на этих мышей, что может быть причиной того, что эпидемиологические исследования показали, что дети более восприимчивы к инфекциям дыхательных путей," сказал Роммель. "Это может объяснить нам, почему - это действительно влияние в клеточном пространстве. Это может быть не просто воздействие дыма, а именно никотин, полученный во время беременности."

Во взрослом возрасте изменения в клетках крови казались сниженными. Однако в легких мышей было меньше резидентных макрофагов, ключевых иммунных клеток, которые по существу очищают легкие и действуют как первая линия защиты против патогенов.

"HSC, подвергшиеся воздействию никотина во время эмбрионального развития, заканчивают тем, что уменьшаются, и мы не совсем уверены, почему, но происходит изменение в другом направлении, чем если бы вы подвергали мышей воздействию никотина во взрослом возрасте," сказал Тейлор Кул, начавший проект в качестве студента докторской программы в лаборатории Форсберг и теперь работающий руководителем программы в UCSC IBSC. "Взрослые HSC реагируют иначе, чем плодовые HSC, что действительно интересно."

Хотя HSC казались восстановленными во взрослом возрасте, дальнейшее тестирование показало, что повышенная тяжесть заболевания кажется длительным последствием воздействия никотина. Исследователи протестировали влияние инфекции гриппом на мышей, подвергшихся воздействию никотина, в сотрудничестве с членами лаборатории помощника профессора молекулярной, клеточной и биологии развития UCSC Дэвида Бойда, которая изучает респираторные вирусные инфекции.

Во время инфекции гриппом они обнаружили повышенное воспаление в легких и большее движение иммунных клеток в этой области, что привело к более серьезным повреждениям легких и большей потере веса. Это поддерживает идею клеточной памяти - что первичное воздействие чего-либо тренирует иммунную систему положительно или отрицательно и влияет на вторичные воздействия позже в жизни.

"Клетки могут иметь эту память, но не показывают ее до второго удара," сказал Роммель. "Мы хотим продолжить это исследование - что это за память и где она находится в клетках?"

Исследователи предполагают, что аналогичный преувеличенный ответ наблюдался бы при других респираторных вирусных или бактериальных инфекциях, таких как пневмония или инфекции RSV. В целом, исследователи надеются, что это исследование может оказать поддержку защитным мерам общественного здравоохранения.

"Наши выводы предполагают, что окружающая среда, воздействию которой мы подвергаемся в раннем возрасте, может оказать длительное влияние на иммунную систему," сказала Родригес-и-Баена.

"Мы изучали грипп, от которого мы можем вакцинироваться. Итак, следующий вопрос: 'Можем ли мы уменьшить вредные эффекты этих ранних воздействий через меры общественного здравоохранения?' Понимание этих ранних воздействий может помочь нам найти способы защиты людей позже в жизни от последствий воздействий, на которые они не могли повлиять."

Это исследование развивалось более пяти лет под руководством широкого спектра и междисциплинарного опыта исследователей из лаборатории Форсберг и UCSC.

"Этот проект является хорошим примером того, как различные перспективы и опыт исследователей могут помочь направить следующие вопросы," сказала Родригес-и-Баена. "Мы проводили эксперименты; мы позволили данным рассказать свою историю, но затем следующие вопросы, которые мы смогли задать благодаря нескольким людям, участвующим в этом проекте, и их собственному опыту."

Перинатальное воздействие никотина нарушает развитие гемопоэтических стволовых клеток и повышает тяжесть гриппа во взрослом возрасте, Stem Cell Reports (2026). DOI: 10.1016/j.stemcr.2026.103118