Распространенная аминокислота аргинин играет ключевую роль в способности иммунной системы распознавать раковые клетки и вирусные инфекции. Дефицит аргинина снижает выработку белков MHC-1, которые служат важным сигналом для T-клеток, позволяя патогенам и опухолям «скрываться» от иммунного ответа. К таким выводам пришли исследователи из Рокфеллеровского университета, опубликовавшие результаты работы в журнале Cell, об этом сообщает ScienceDaily.
Молекулярный механизм: застревание рибосом и потеря сигналов MHC-1
Аргинин поступает в организм с белковой пищей и синтезируется им самостоятельно, однако его уровень падает при ряде заболеваний, неполноценном питании и естественном старении. В ходе экспериментов на клеточных культурах первая автор исследования Цюшуан У (Qiushuang Wu) обнаружила, что при нехватке аргинина снижается уровень 414 белков.
Наиболее неожиданным открытием стало резкое падение выработки белков MHC-1 (главного комплекса гистосовместимости I класса), кодируемых тремя генами HLA. Белки MHC-1 располагаются на поверхности клеток и демонстрируют чужеродные или аномальные фрагменты T-лимфоцитам, которые затем привлекают другие иммунные клетки для уничтожения угрозы. Поскольку синтез MHC-1 требует большого количества аргинина, при его дефиците клеточные рибосомы буквально «застревают» и не могут завершить сборку белка. В результате клетки предъявляют меньше сигналов тревоги, и опасные патогены или опухолевые клетки легко избегают иммунного контроля.
Эксперименты на мышах: рак кишечника, грипп и COVID-19
Исследователи проверили влияние пищевого аргинина на мышиных моделях колоректального рака, гриппа и вируса SARS-CoV-2:
- Колоректальный рак: Мыши, получавшие рацион с низким содержанием аргинина, развивали больше опухолей толстой кишки. Напротив, диета, обогащенная аргинином, существенно снижала число опухолевых новообразований.
- Вирусные инфекции: Добавление аргинина в рацион животных облегчало симптомы гриппа и SARS-CoV-2. Более того, назначение аргинина мышам уже после инфицирования вирусом гриппа также улучшало их состояние и исходы болезни.
«Умеренное количество аргинина, эквивалентное паре стандартных аптечных таблеток, способно восстановить экспрессию генов, ответственных за выработку MHC-1».
— Сохейл Тавазои, руководитель лаборатории Рокфеллеровского университета
Перспективы применения в медицине и геронтологии
Естественное снижение уровня аргинина с возрастом и при скудном питании может объяснять, почему пожилые и ослабленные люди более уязвимы к раку толстой кишки и тяжелому течению вирусных инфекций.
Поскольку аргинин является недорогой и широко доступной пищевой добавкой, авторы исследования рассчитывают на скорое начало клинических испытаний. Аргинин может применяться в комбинации с иммунотерапией рака или использоваться для профилактики среди групп высокого риска, подверженных вирусным инфекциям.
