Ученые раскрыли секрет того, как нос защищает организм от бактерий вдыхаемого воздуха
Бактерии присутствуют почти в каждом вдохе, который мы делаем, однако то, как дыхательные пути вычленяют и останавливают инфекции, до сих пор оставалось загадкой. Выяснилось, что причиной тому — экзосомы, или крошечные, заполненные жидкостью мешочки, которые моментально атакуют бактерии.
Экзосомы также передают защитные антимикробные белки от передней части носа к задней вдоль дыхательных путей, защищая другие клетки от бактерий до их попадания в организм.
Исследовательская группа из Массачусетского госпиталя Massachusetts Eye and Ear описывает этот алгоритм в отчете для журнала Journal of Allergy and Clinical Immunology. Эта работа позволяет иначе взглянуть на иммунную систему человека и создать новый путь транспортировки лекарств через естественные пути.
«Наш нос моментально высвобождает миллиарды экзосом в слизь при первом появлении бактерий, убивая их и снабжая клетки на протяжении всего дыхательного пути естественной и мощной защитой. Этот рой экзосом вакцинирует клетки дальше по воздуховоду, убивая микробы и не оставляя им ни единого шанса», — говорит старший автор исследования Бенджамин Блиер (Benjamin Bleier).
Когда клетки в передней части носа обнаруживают молекулы бактерии, они вызывают рецептор TLR4, который стимулирует высвобождение экзосом. Иммунитет, в свою очередь, реагирует в течение пяти минут. Во-первых, он удваивает количество экзосом, которые высвобождаются в нос. Во-вторых, защитный фермент экзосом — синтаза оксида азота — также удваивается. Уже известная антимикробная молекула — оксид азота — эффективно вооружает каждую экзосому для защиты от бактерий.
В своих экспериментах команда доктора Блейера взяла слизь пациентов и создала собственные искусственные клетки. Затем они моделировали воздействие бактерий и измерили как количество, так и состав высвобождаемых экзосом, обнаружив удвоение числа экзосом и антибактериальных молекул. Потом ученые подтвердили это открытие на пациентах и доказали, что эти экзосомы были столь же эффективны, как и антибиотики при уничтожении бактерий.
Наряду с новым пониманием врожденной иммунной системы исследование может помочь ученым создать новые методы доставки лекарств через дыхательные пути: экзосомы могут использоваться в качестве естественных транспортеров для передачи терапевтических средств в клетки вдоль верхних дыхательных путей и, возможно, даже в нижние дыхательные пути и легкие.
