Просчитали коды: древний иммунитет защитит от «болезней цивилизации»

Как генетические мутации помогают противостоять инфекциям и патологиям невирусной и небактериальной природы

Российские ученые изучили частоту проявления генов, которые отвечают за врожденные формы иммунитета, в популяциях ненцев, долган, нганасан. Результаты сравнили с данными по русской популяции севера Сибири. Исследование помогло понять, почему представители разных этнических групп больше подвержены тем или иным заболеваниям инфекционной и неинфекционной природы. Это дает возможность учитывать генетические особенности при разработке лекарственной терапии, что особенно важно в раннем возрасте, когда у детей не сформировался приобретенный иммунитет и основную роль играют врожденные защитные механизмы.

Почему важен врожденный иммунитет

Ученые из НИИ медицинских проблем Севера Федерального исследовательского центра Красноярского научного центра СО РАН выяснили, почему коренные жители арктических регионов Сибири успешнее справляются с инфекциями, а представители европеоидных популяций, проживающие на этих же территориях, наоборот, оказываются более устойчивы к «болезням цивилизации», то есть патологиям неинфекционного происхождения.

Научный центр

По мнению исследователей, одна из причин этого феномена кроется в повышенной или пониженной активности в разных этнических группах так называемого лектинового пути активации комплемента. Это способ защиты организма от вирусов и бактерий, в котором первую роль играют белки-лектины. Эти молекулы, синтезированные в организме, выявляют чужеродные элементы, связываются с ними, активируются и запускают воспалительный процесс, который уничтожает непрошеных гостей.
Такой способ защиты причисляют к врожденным факторам иммунитета, то есть таким, которые защищают организмы с первых мгновений жизни. К этой же группе относят, к примеру, кожу и слизистые оболочки.

В целом врожденный иммунитет обеспечивает более быструю защиту организмов без предварительного распознавания патогенов. Он отличается от приобретенного (или адаптивного) иммунитета тем, что последний базируется на первоначальной идентификации чужаков и выработке специфического, наиболее действенного способа их уничтожения.

— В нашей работе мы пытаемся понять, почему некоторые люди больше подвержены заболеваниям инфекционной и неинфекционной природы. Оказывается, что во многом это определяется генетическими особенностями. Мы исследовали варианты генов лектинов у коренных малочисленных этнических групп севера Сибири — ненцев, долган и нганасан — и выяснили, что по сравнению с русскими популяциями они имеют меньше мутаций, которые приводят к снижению выработки лектинов. Другими словами, лектиновый путь активации комплемента у них более выражен, а в русской популяции, наоборот, ослаблен, — рассказала «Известиям» один из авторов исследования кандидат биологических наук, руководитель группы молекулярно-генетических исследований, ведущий научный сотрудник НИИ МПС Марина Смольникова.

Как проявляются генетические особенности

Стоит иметь в виду, отметила ученый, что врожденные формы иммунитета древнее, чем приобретенные. Поэтому лектины в качестве инициатора защитной реакции организма более значимы в раннем возрасте, когда адаптивные механизмы иммунитета еще в полной мере не сформировались. Это следует учитывать, например, при наблюдении детского здоровья.

— В частности, в русской популяции дефицит лектинов может быть одним из факторов риска для малышей. Однако, пережив этот возраст без последствий, большинство представителей этой группы не будут отличаться от своих «недефицитных» сверстников по большинству параметров здоровья, — уточнила Марина Смольникова.

Кроме того, существует гипотеза, что у современного человека европеоидного происхождения лектиновый путь активации комплемента — избыточный, сообщила специалист. Он может усиливать воспалительные процессы и провоцировать более тяжелое протекание болезней. Поэтому в настоящее время специалисты разрабатывают методы, чтобы искусственно снижать количество лектинов.

Одновременно с этим отмечается, что в малочисленных арктических популяциях лектиновый путь оказывает поддержку организму в борьбе с болезнетворными возбудителями.

Генетические мутации, которые обуславливают низкий уровень лектинов, могут быть связаны с более высокой медицинской и гигиенической защищенностью, отметила Марина Смольникова.

Вместе с тем развитие таких мутаций у европейцев может быть ответом на «болезни цивилизации», обусловленные малоподвижным образом жизни, нездоровым питанием и другими вредными факторами современного общества. К таким заболеваниям относят, например, атеросклероз, ожирение, диабет и сердечно-сосудистые патологии, а также некоторые формы рака.

В целом, считают исследователи, накопление данных о генетических популяционных особенностях поможет выявлять предрасположенность людей к тем или иным заболеваниям.

— Например, в годы пандемии COVID-19 увеличилось количество сведений о роли низкого уровня лектинов на распространение инфекций. Поэтому актуальным стало изучение генов, ответственных за это, в российских популяциях, — рассказала Марина Смольникова.

В дальнейшем, по мнению специалиста, вероятно, каждый человек в начале жизни (или его родители еще до рождения) сможет получать свой персональный генетический паспорт. Это даст возможность формировать эффективные индивидуальные стратегии развития жизни.

От чего зависит тяжесть болезни

В свою очередь, эксперты отметили, что проведение таких исследований необходимо для более тонкого понимания физиологических процессов у людей в различных популяциях.

— Народы Крайнего Севера уникальны тем, что на протяжении тысяч лет существуют в экстремальных условиях. Даже космонавты могут позавидовать выносливости этих людей. В таких условиях выживают сильнейшие — наиболее приспособленные. И их адаптационные способности могут быть связаны с наличием таких генетических вариантов, которые обеспечивают сохранение здоровья, — прокомментировала работу ученых старший научный сотрудник НИИ медицинской генетики Томского НИМЦ РАН Мария Голубенко.

Она добавила, что изучение особенностей генома позволяет оценить риски развития заболеваний в различных популяциях, понять механизмы адаптации и способствует разработке методов активации защитных механизмов. В том числе благодаря созданию новых лекарств.

— Арктические аборигенные популяции, с одной стороны, изолированы географически, а с другой — условиями жизни. Таким образом, изучая их генетические особенности, мы можем проследить эволюционные процессы на молекулярном уровне, — отметила старший научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологии ФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера Наталья Арсентьева.

Специалист подчеркнула, что разнообразие необходимо для выживания человечества как вида, а генетические особенности и мутации при возникновении неблагоприятных условий помогают приспособиться к новым факторам окружающей среды. Причем изменения в организмах могут проявляться и как дефекты, и как полезные качества. К таковым, например, можно отнести невосприимчивость к некоторым инфекциям.

— Существуют гены, от которых зависит усвояемость веществ. В результате организмы по-разному реагируют на прием лекарственных препаратов. Для одних определенный объем будет нормальной дозой, а для других — передозировкой. Это связано с различными негативными последствиями, в том числе и рисками для жизни.

Поэтому даже при назначении медицинской терапии необходимо учитывать генетические особенности различных групп людей, — считает заведующий лабораторией молекулярно-генетических исследований терапевтических заболеваний НИИ терапии и профилактической медицины — филиала Института цитологии и генетики СО РАН Владимир Максимов.

Кроме того, в разных этнических группах протекание одного и того же заболевания может отличаться. Поэтому важно изучать и разбираться в генетических предрасположенностях, чтобы подбирать правильные подходы к профилактике и лечению, резюмировал эксперт.

Вопросы, ответы, комментарии