Исследователи из США и Китая обнаружили, что мыши, лишенные белка AIM2, устойчивы к действию ионизирующего излучения. AIM2 представляет собой белок-сенсор, который в случае обнаружения в клетке чужеродной ДНК запускает иммунный ответ. Судя по всему, AIM2 также находит повреждения ДНК, вызванные радиацией, и запускает процесс гибели клеток. Статья опубликована в журнале Science.
Ионизирующее излучение повреждает макромолекулы в клетках организма и вызывает разрывы ДНК. Воздействие небольших или средних доз радиации приводит к поражению костного мозга и лимфоидных органов (костномозговой синдром), что может привести к смерти от инфекции или кровоизлияния в течение месяца. Более высокие дозы радиации вызывают серьезные повреждения желудочно-кишечного тракта (кишечный синдром), что приводит к диарее, нарушению всасывания питательных веществ и смерти в течение 10 дней. Кишечный синдром — довольно распространенный побочный эффект лучевой терапии (радиотерапии) у больных со злокачественными опухолями. Тем не менее, до сих пор не до конца понятно, какие конкретно клетки повреждаются при кишечном синдроме, а также каков механизм возникновения повреждений. Также не существует никаких эффективных способов лечения кишечного синдрома или хотя бы смягчения его симптомов. Известно только, что наиболее уязвимы к воздействию радиации ткани, содержащие активно делящиеся клетки, такие как костный мозг и клетки кишечного эпителия.
Авторы решили выяснить, какие механизмы вовлечены в клеточную смерть и повреждение тканей, вызванное радиацией. В предыдущих исследованиях было показано, что в развитие кишечного синдрома как-то (хотя и не очень понятно как) вовлечены инфламмосомы — белковые комплексы, которые при контакте клеток с патогенами запускает воспалительную реакцию. Так, у мышей, лишенных каспазы-1 — конечного звена в составе инфламмосомы, активация которого запускает дальнейшие процессы воспаления — не развивался кишечный синдром в ответ на радиацию. Поэтому ученые сосредоточились на изучении белков, входящих в состав инфламмосом.
Оказалось, что мыши, лишенные белка AIM2 — еще одно белка инфламмосомы — почти полностью устойчивы к ионизирующему излучению. У них не развивался не только кишечный синдром, но даже и костномозговой синдром. При этом выключение генов остальных белков инфламмосомы такого эффекта не дало.
AIM2 представляет собой белок-сенсор, который при наличии в клетке чужеродной ДНК запускает сборку и активацию инфламмосомы. Как оказалось, при воздействии на клетки ионизирующего излучения он делает примерно то же самое: находит вызванные радиацией разрывы в собственной ДНК клетки и запускает сборку инфламмосомы. Активация инфламмосомы же приводит к смерти клеток кишечного эпителия клеток и костного мозга.
Как заключают авторы, AIM2 может стать новой терапевтической мишенью для лечения последствий воздействия ионизирующего излучения. Средства, блокирующие активность AIM2, будут эффективны для лечения или профилактики лучевой болезни у пациентов со злокачественными опухолями или людей, работающих на ядерных реакторах.
Недавно ученые сделали еще одно многобещающее открытие, которое, возможно, поможет разработать способ защиты организма от ионизирующего излучения: оказалось, что тихоходки защищают свою ДНК от действия радиации, стабилизируя ее специальным белком Dsup. Также радиационные поражения предлагают лечить пересадкой микровезикул нервных стволовых клеток в мозг и веществом, содержащимся в помидорах.
Софья Долотовская
