Ошибка иммунитета: как антитела при рассеянном склерозе путают мишени
Исследователи НИУ ВШЭ и ИБХ РАН изучили, как иммунная система ведет себя при рассеянном склерозе — болезни, при которой собственные антитела атакуют нервные волокна организма. Сравнив образцы крови пациентов и здоровых людей, ученые обнаружили, что иммунитет больных рассеянным склерозом может путать вирусные белки с белками нервных клеток. Также было выявлено несколько ключевых белков, которые могут стать новыми биомаркерами болезни и помочь в ее диагностике. Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Immunology. Работа выполнена при поддержке РНФ.
Рассеянный склероз (РС) — болезнь, при которой иммунная система по ошибке атакует миелиновую оболочку нервных волокон. Можно представить миелин как изоляцию проводов: когда он разрушается, сигналы между нейронами передаются хуже. Из-за этого возникают проблемы с движением, зрением, речью и памятью. Болезнь развивается волнообразно: периоды обострений сменяются ремиссиями, но со временем повреждения накапливаются и могут привести к инвалидности. Диагностировать рассеянный склероз сложно: у каждого пациента симптомы проявляются по-разному, а надежных биомаркеров для точного диагноза пока нет.
Причины сбоя также до конца не изучены, однако ученые предполагают, что на это могут влиять вирусные инфекции. Чтобы глубже изучить иммунный ответ при болезни, ученые НИУ ВШЭ в Санкт-Петербурге и Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН провели исследование и сравнили антитела пациентов с рассеянным склерозом и здоровых людей. Они использовали PhIP-Seq — технологию, с помощью которой можно определить, к каким антигенам у человека уже есть антитела.
Антигены — это чужеродные молекулы, вызывающие иммунный ответ. Они находятся на поверхности бактерий, вирусов и других клеток, и иммунная система реагирует на них, вырабатывая антитела.
Антитела — это белки, которые вырабатывает иммунная система для борьбы с антигенами. Они работают как «ключи», которые узнают и связываются с «замками» — антигенами, чтобы нейтрализовать их или пометить для уничтожения другими клетками иммунной системы.
PhIP-Seq помогает не просто выявить сами антитела, но и определить, с какими белками они взаимодействуют. Это позволяет составить портрет иммунного ответа, выясняя, какие мишени атакует иммунная система.
Игорь Елисеев
«Мы взяли около тысячи белков, способных вызывать аутоиммунный ответ, и разрезали их на небольшие перекрывающиеся пептиды — короткие цепочки аминокислот, из которых состоят белки. Затем с помощью генной инженерии встроили их в бактериофаги, чтобы каждый из них нес на своей поверхности нужный пептид, — рассказывает автор исследования, академический руководитель программы «Вычислительная биология и биоинформатика» НИУ ВШЭ в Санкт-Петербурге Игорь Елисеев. — И уже модифицированные фаги добавляли в образцы крови пациентов. Если в крови были антитела, которые узнали определенные пептиды, они связывались с фагами и формировали комплексы. Далее мы извлекали эти комплексы и анализировали, какие белки вызывают иммунную реакцию».
PhIP-Seq помог выявить аутоантитела — антитела, которые ошибочно атакуют собственные белки организма. Ученые обнаружили, что у пациентов с РС иммунная система особенно активно реагирует на белок SPTAN1, важный для структуры нервных клеток, а также на вирусный белок LMP1, связанный с вирусом Эпштейна — Барр. У больных с агрессивными формами РС отклик был еще шире, а иммунная система проявляла перекрестную реактивность — атаковала как вирусные белки, так и собственные структуры. Проще говоря, иммунная система вела себя так, будто путала вирусные белки с белками собственного организма.
«Наше исследование показало, что аутоиммунные антитела при рассеянном склерозе реагируют на широкий спектр белков, — объясняет руководитель проекта, старший научный сотрудник ИБХ РАН Яков Ломакин. — Это значит, что их специфичность снижена: вместо точечного распознавания они связываются с разными мишенями, что делает иммунный ответ хаотичным и разрушительным».
В ходе эксперимента ученые проверили, можно ли использовать комбинацию нескольких белков как биомаркер болезни. Они обнаружили, что тест на четыре антигена — SPTAN1, PTK6, PRX (белки нервной системы) и LMP1 (белок вируса Эпштейна — Барр) — позволяет с высокой точностью отличать пациентов с РС от здоровых людей. Эти данные могут помочь не только улучшить диагностику, но и открыть новые подходы к лечению, например таргетную терапию, блокирующую ошибочные иммунные реакции.
Вам также может быть интересно:
«Надеюсь, что смогу инициировать новые исследования в Высшей школе экономики»
Более 10 тысяч научных проектов было поддержано Российским научным фондом (РНФ) в 2024 году. Один из получателей грантов фонда — ученый из Ирана, доцент МИЭМ ВШЭ Ахмад Остовари Могаддам. Благодаря поддержке РНФ и Вышки он принял решение надолго остаться в России.
Новый метод кластеризации упрощает анализ больших массивов информации
Исследователи из ВШЭ и Института проблем управления РАН предложили новый метод анализа данных — туннельную кластеризацию. Он помогает быстро находить группы похожих объектов и требует меньше вычислительных ресурсов, чем традиционные методы. В зависимости от конфигурации данных алгоритм может работать в десятки раз быстрее аналогов. Исследование опубликовано в журнале «Доклады Российской академии наук. Математика, информатика, процессы управления».
Среди победителей трех конкурсов РНФ — проекты четырех кампусов ВШЭ
Российский научный фонд подвел итоги конкурса на проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами, а также конкурса на продление сроков выполнения проектов по данному мероприятию, получивших гранты РНФ в 2022 году. Кроме того, подведены итоги конкурса на проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований по поручениям Президента Российской Федерации (междисциплинарные проекты). В числе победителей трех конкурсов — проекты НИУ ВШЭ, реализуемые во всех четырех кампусах университета.
Видеть, ощущать и понимать: ученые ВШЭ изучат механизмы восприятия движений при аутизме
Ученые Центра исследований интеллекта и когнитивного благополучия НИУ ВШЭ выиграли грант РНФ на изучение механизмов зрительного восприятия движений при аутизме. Исследователи разработают экспериментальную парадигму, чтобы выявить взаимосвязь визуального внимания и моторики у людей с расстройствами аутистического спектра. Это позволит объяснить нейрокогнитивные механизмы, лежащие в основе трудностей социального взаимодействия при аутизме, и в дальнейшем найти способы их компенсировать.
Химики упростили синтез лекарств с амидной группой
Химики НИУ ВШЭ и ИНЭОС РАН разработали новый метод синтеза амидов — соединений, важных для производства лекарств. Они использовали рутениевый катализатор и угарный газ при точно подобранных параметрах реакции, что позволило получать целевой продукт без побочных отходов и сложных стадий очистки. Метод уже протестировали на синтезе ключевого компонента вориностата — препарата для терапии Т-клеточной лимфомы. Благодаря этому подходу стоимость препарата может снизиться в сотни раз. Исследование опубликовано в Journal of Catalysis. Исследование выполнено при поддержке РНФ.
Российские ученые воссоздали динамику модели нейрона мозга с помощью нейросети
Исследователи из НИУ ВШЭ в Нижнем Новгороде показали, как с помощью нейросети воссоздавать динамику нейрона мозга, имея всего один ряд измерений, например запись его электрической активности. Разработанная нейросеть научилась восстанавливать полную динамику системы и предсказывать ее поведение при изменении условий. Такой метод может помочь изучать сложные биологические процессы, даже если нет возможности провести все необходимые измерения. Исследование опубликовано в журнале Chaos, Solitons & Fractals.
РНФ поддержал 24 исследовательские команды из НИУ ВШЭ
Российский научный фонд подвел итоги конкурса малых отдельных научных групп, направленного на поддержку и развитие научных коллективов, которые занимают лидирующие позиции в определенных областях наук. Победителями признаны более 1200 проектов, в том числе 24 из Высшей школы экономики.
В НИУ ВШЭ обсудили, какие возможности дает РНФ и как ими правильно воспользоваться
26 сентября в Высшей школе экономики состоялось открытое научно-практическое мероприятие «10 лет с Российским научным фондом: опыт, успехи и новые возможности для исследователей». В нем приняли участие более 200 сотрудников университетов из разных регионов России, в том числе новых территорий. Представители научного блока Вышки рассказали, как в НИУ ВШЭ создаются условия для комфортной работы ученых, а ученые— о своих исследованиях, получивших поддержку РНФ.
Проект историков питерской Вышки о научно-технических кластерах выиграл грант РНФ
Российский научный фонд подвел итоги конкурса групповых исследований под руководством молодых ученых. Грантовую поддержку получил проект под руководством Тимофея Ракова из Лаборатории визуальной истории. Исследование посвящено научно-технологическим кластерам в позднесоветском и постсоветском периодах на примере Зеленограда, Троицка, Долгопрудного и Петергофа. Проект рассчитан на три года с бюджетом 6 млн на каждый год реализации гранта.
«В данном случае успех особенно важен»: ученые НИУ ВШЭ стали обладателями грантов РНФ
Российский научный фонд подвел итоги трех конкурсов, в которых приняли участие коллективы НИУ ВШЭ. Были распределены гранты на производство полупроводниковых приборов, на междисциплинарные проекты и проекты отдельных научных групп. На первом конкурсе поддержку получил прикладной проект МИЭМ НИУ ВШЭ, на втором — три междисциплинарных проекта, которые предстоит реализовать совместно с партнерами из регионов, на третьем — 13 проектов в области математики, гуманитарных, социальных, инженерных и других наук.