Ученые открыли скрытый переключатель, который отключает воспаление

Исследователи Университетского колледжа Лондона (UCL) выявили биологический механизм, который помогает организму прекратить воспаление. Это открытие может в конечном итоге привести к разработке новых методов лечения хронических воспалительных заболеваний, поражающих миллионы людей.

Воспаление — один из наиболее важных защитных ответов иммунной системы. Оно помогает организму бороться с инфекцией и восстанавливать поврежденные ткани. Однако если этот ответ остается активным слишком долго, он может начать наносить вред здоровым тканям и способствовать развитию таких состояний, как артрит, болезни сердца и диабет.

Ученые давно знают о многом в отношении того, как начинается воспаление. Менее ясным было то, как организм решает, что опасность миновала, и переходит от борьбы с угрозой к восстановлению повреждений.

Новое исследование, опубликованное в Nature Communications, указывает на группу небольших молекул, полученных из жира, называемых эпокси-оксилипинами, как часть этого процесса отключения.

По мнению исследователей, эти молекулы действуют как естественные тормоза иммунной системы. Они помогают предотвратить чрезмерный рост промежуточных моноцитов — типа белых кровяных телец, которые могут поддерживать заживление в краткосрочной перспективе, но могут способствовать хроническому воспалению, если их слишком много накапливается или они остаются активными слишком долго.

Для прямого изучения процесса у людей исследователи ввели здоровым добровольцам крошечную инъекцию убитых ультрафиолетом бактерий E. coli в предплечье. Поскольку бактерии больше не были живы, они не могли вызвать инфекцию, но все же вызвали временный воспалительный ответ.

Эта реакция вызвала привычные признаки воспаления, включая боль, покраснение, тепло и отек, аналогично тому, что может произойти после травмы или инфекции.

Добровольцев разделили на две группы: профилактическую руку и терапевтическую руку.

Затем исследователи назначили участникам препарат под названием GSK2256294 на разных стадиях воспалительного ответа. Препарат блокирует фермент, известный как растворимая эпоксидгидролаза (sEH). При нормальных условиях sEH расщепляет эпокси-оксилипины, поэтому блокирование фермента позволяет большему количеству этих защитных молекул оставаться в организме.

Блокирование sEH повысило уровни эпокси-оксилипинов, помогло боли разрешиться быстрее и резко снизило количество промежуточных моноцитов, обнаруженных как в крови, так и в тканях. Эти иммунные клетки связаны с персистирующим воспалением и прогрессированием воспалительного заболевания.

Однако лечение не привело к значительным изменениям внешних признаков, таких как покраснение или отек. Это предполагает, что препарат может был изменением более глубоких иммунных процессов, даже когда видимые симптомы оставались в значительной степени неизменными.

Они обнаружили, что один эпокси-оксилипин, 12,13-EpOME, похоже, подавляет белковый сигнальный путь, известный как p38 MAPK. Этот путь помогает стимулировать трансформацию моноцитов в промежуточную форму, связанную с пролонгированной воспалительной активностью.

Команда подтвердила механизм в лабораторных экспериментах и у добровольцев, которые получили препарат, который напрямую блокирует p38.

Др. Оливия Бракен, первый автор (кафедра старения, ревматологии и регенеративной медицины UCL), сказала: «Наши результаты выявляют естественный путь, который ограничивает вредное расширение иммунных клеток и помогает быстрее успокоить воспаление.

«Воздействие на этот механизм может привести к более безопасным методам лечения, которые восстанавливают иммунный баланс без подавления общего иммунитета. Учитывая, что хроническое воспаление занимает высокое место в числе основных глобальных угроз для здоровья, это открытие открывает многообещающий путь для новых методов лечения».

Многие существующие методы лечения воспалительных и аутоиммунных заболеваний работают путем подавления частей иммунной системы. Хотя это может уменьшить воспаление, это также может помешать способности организма защищаться.

Путь, выявленный в новом исследовании, может предложить другую стратегию: усиление естественного процесса, который организм уже использует для контроля воспаления.

Профессор Дерек Гилрой, корреспондирующий автор (отделение медицины UCL), сказал: «Это первое исследование, которое картирует активность эпокси-оксилипинов у людей во время воспаления.

«Усиливая эти защитные жировые молекулы, мы могли бы разработать более безопасные методы лечения заболеваний, вызванных хроническим воспалением».

Он добавил: «Это было исключительно исследование на людях с прямой актуальностью для аутоиммунных заболеваний, поскольку мы использовали препарат, уже пригодный для использования у людей — препарат, который можно переназначить для лечения обострений хронических воспалительных состояний, области, в которой в настоящее время отсутствуют эффективные методы лечения».

Исследователи сосредоточились на эпокси-оксилипинах, потому что более ранние исследования на животных предположили, что эти молекулы могут уменьшить воспаление и боль.

По сравнению с более известными воспалительными веществами, такими как гистамин и цитокины, эпокси-оксилипины принадлежат к относительно мало изученной сигнальной системе. Ученые предполагали, что этот путь может помочь иммунной системе естественным образом перейти от активного воспалительного состояния к восстановлению.

Эти результаты могут проложить путь для клинических испытаний ингибиторов sEH при хронических воспалительных состояниях, включая ревматоидный артрит и сердечно-сосудистые заболевания.

Др. Бракен сказала: «Например, ревматоидный артрит — это состояние, при котором иммунная система атакует клетки, выстилающие суставы. Ингибиторы sEH могли бы быть испробованы вместе с существующими лекарствами, чтобы исследовать, могут ли они помочь предотвратить или замедлить повреждение суставов, вызванное этим состоянием».

Ревматоидный артрит — это аутоиммунное заболевание, при котором иммунная система ошибочно атакует ткань вокруг суставов, вызывая боль, отек, скованность и потенциально долгосрочное повреждение.

Др. Кэролайн Ейлотт, руководитель отдела доставки исследований в Arthritis UK, сказала: «Боль при артрите может повлиять на то, как мы двигаемся, думаем, спим и чувствуем себя, а также на нашу способность проводить время с близкими. Боль невероятно сложна и зависит от многих различных факторов. Мы также знаем, что боль у каждого человека своя.

«Вот почему важно, чтобы мы инвестировали в исследования, подобные этому, которые помогают нам понять, что вызывает и влияет на переживание боли людьми.

«Мы с нетерпением ожидаем результатов этого исследования, которое выявило естественный процесс, который может остановить воспаление и боль. Мы надеемся, что в будущем это приведет к новым вариантам обезболивания для людей с артритом».

Исследование финансировалось Arthritis UK и включало исследователей из UCL, King's College London, Оксфордского университета, Queen Mary University of London и Национального института наук об окружающей среде и здоровье (США).