Ученые Сеченовского Университета выяснили, как клеточные везикулы перенастраивают иммунные клетки

Ученые Сеченовского Университета показали, что внеклеточные везикулы — частицы, с помощью которых клетки обмениваются сигналами, — могут ослаблять провоспалительную активацию макрофагов. Исследователи сравнили два типа таких частиц, полученных из мезенхимных стромальных клеток пуповины, и установили, что они по-разному влияют на иммунные клетки. Результаты работы опубликованы в журнале Cells (https://doi.org/10.3390/cells15020093).

Воспаление защищает организм при инфекциях и повреждениях, однако при чрезмерной или затяжной реакции само становится фактором болезни. Одну из ключевых ролей здесь играют макрофаги — клетки врожденного иммунитета, которые могут поддерживать воспаление или участвовать в восстановлении тканей.

«Для задач регенеративной медицины важно научиться не просто подавлять воспаление, а точнее перенастраивать поведение иммунных клеток. Внеклеточные везикулы несут сигнальные молекулы клетки-источника и могут работать как бесклеточный инструмент иммуномодуляции», — поясняет заведующая лабораторией клинических смарт-нанотехнологий Института регенеративной медицины Сеченовского Университета, к.б.н. Настасья Кошелева.

Ученые исследовали макрофаги, полученные из моноцитов крови человека. На них воздействовали двумя типами везикул: малыми внеклеточными, которые выделяются клетками в культуральную среду, и матрикс-связанными, остающимися во внеклеточном матриксе — структурной среде вокруг клеток. Обе популяции получили из мезенхимных стромальных клеток пуповины.

Эксперименты показали, что оба типа везикул снижали признаки провоспалительной активации макрофагов. Они уменьшали экспрессию маркеров M1-фенотипа — состояния, при котором макрофаги поддерживают воспалительную реакцию, — и повышали уровень маркера CD206, характерного для более восстановительного состояния клеток. При этом матрикс-связанные везикулы сильнее влияли на поляризацию макрофагов и подавляли активность сигнального пути JAK/STAT1, участвующего в воспалительном ответе.

Обе группы везикул также усиливали фагоцитоз — способность макрофагов захватывать частицы. Этот эффект был особенно выражен после воздействия матрикс-связанных везикул.

Малые внеклеточные везикулы сильнее снижали образование активных форм кислорода. Эти молекулы помогают иммунным клеткам уничтожать патогены, но при избытке могут повреждать ткани и поддерживать воспаление. Ученые также отметили снижение активности NOX2 — комплекса, отвечающего за запуск такого окислительного ответа.

Таким образом, матрикс-связанные везикулы эффективнее влияли на переключение макрофагов из провоспалительного состояния, а малые внеклеточные везикулы сильнее подавляли окислительный стресс. Это может быть важно при разработке новых бесклеточных подходов для терапии воспалительных и дегенеративных заболеваний.

Работа выполнена in vitro, то есть пока в лабораторной модели. Далее ученые планируют подробнее изучить состав разных популяций везикул и проверить эти механизмы в более сложных моделях воспаления и регенерации тканей.