Исследователи из Тюбингенского института биологии имени Макса Планка решают давний вопрос о том, как доброкачественные микробы кишечника уклоняются от иммунной системы. При этом они также изменили наше понимание того, как иммунные рецепторы взаимодействуют с белком бактериальной подвижности флагеллином.

Ученые выявили новый тип флагеллина в кишечнике человека, названный "тихим флагеллином", который связывается с иммунным рецептором Toll-like receptor 5, не вызывая провоспалительного ответа. Полученные результаты дают возможность иммунной системе терпимо относиться к полезным микробам, не реагируя при этом на патогены.

Кишечник человека является средой обитания доброкачественных, полезных, а иногда и вредных бактерий. Для того чтобы бороться с последними патогенами, иммунная система сначала распознает присутствие продуктов жизнедеятельности микроорганизмов с помощью различных рецепторов. Одним из них является Toll-подобный рецептор 5 (TLR5): он связывает флагеллин, белок, составляющий бактериальный жгутик, с помощью которого бактерии плавают. Связавшись с флагеллином, TLR5 вызывает провоспалительный иммунный ответ.

Однако патогенные микроорганизмы - не единственные обитатели кишечника, вырабатывающие флагеллин; безвредные и полезные бактерии также производят его. В связи с этим возникает вопрос, как эти полезные бактерии уклоняются от иммунного ответа. В то время как некоторые бактерии избегают TLR5, производя жгутики, которые больше не связывают рецептор, предыдущие исследования показали, что так называемые комменсальные бактерии, которые безвредны для своих хозяев, производят жгутики с неповрежденными участками связывания.

Международная группа под руководством исследователей из Тюбингенского института биологии имени Макса Планка теперь имеет объяснение. Проверив 116 различных флагеллинов на активацию и связывание TLR5, исследователи обнаружили, что примерно половина из них не похожа на ранее описанные флагеллины. Эти флагеллины показали сильное связывание с TLR5, похожее на флагеллины патогенов, но не смогли вызвать воспалительную реакцию. Поэтому ученые назвали этот новый вариант флагеллинов "молчащими флагеллинами".

Ранее считалось, что связывания флагеллина с TLR5 достаточно для активации воспалительного ответа. Открытие того, что комменсалы производят флагеллины, которые связывают TLR5, не инициируя иммунный ответ, ставит под сомнение прежнее понимание того, как включается TLR5.

"Теперь мы знаем, что бактериальный флагеллин может взаимодействовать с TLR5 по крайней мере тремя различными способами: связываться и вызывать иммунный ответ, связываться и не вызывать иммунный ответ, а также уклоняться, не связываясь", - объясняет Рут Лей, старший автор исследования и директор департамента науки о микробиоме Института биологии Макса Планка в Тюбингене. "Поразительно, насколько настраиваемым является ответ рецептора TLR5", - добавляет она.

Последующие метагеномные анализы показали, что молчащие жгутиконосцы очень распространены в кишечнике человека и поэтому представляют собой "значительную, ранее не оцененную, но физиологически значимую популяцию белков, связывающих TLR5", - говорит Сара Класен, первый автор исследования. TLR5 причастен ко многим заболеваниям, связанным с кишечником, но также играет роль в других расстройствах, таких как рак и невропатия. Полученные результаты позволяют глубже понять механизм активации TLR5 и, следовательно, могут помочь лучше понять заболевания, связанные с TLR5.