Обмен иммунных функций на репродуктивный успех

Глубоководные удильщики используют невероятную репродуктивную стратегию. Крошечные карликовые самцы навсегда привязываются к относительно гигантским самкам, соединяют их ткани и затем устанавливают общее кровообращение. Таким образом, мужчина становится полностью зависимым от женщины в плане снабжения питательными веществами, как развивающийся плод в утробе матери или донорский орган у пациента после трансплантации. У удильщиков это необычное явление называется половым паразитизмом и способствует репродуктивному успеху этих животных, обитающих в обширных морских глубинах, где самки и самцы редко встречаются.

Постоянная привязанность самцов к самкам представляет собой форму анатомического соединения, которое иначе неизвестно в природе, за исключением редких случаев у генетически идентичных близнецов. Иммунная система представляет собой экстраординарное препятствие. Он атакует чужеродные ткани, поскольку разрушает клетки, инфицированные патогенами. Просто станьте свидетелями трудностей, связанных с трансплантацией органов у людей, которая требует тщательного перекрестного сопоставления типов тканей донора и реципиента, а также иммунодепрессантов, чтобы гарантировать долгосрочное выживание трансплантата органа. Но как это возможно, что рыбы-удильщики так легко принимают друг друга, когда можно ожидать отторжения тканей?

Феномен сексуального паразитизма представляет собой загадку, существующую на протяжении 100 лет, с тех пор как первая пара была обнаружена исландским рыбным биологом в 1920 году. Теперь ученые из Германии и США решили эту вековую загадку и сообщают о своих выводы в научном журнале Science .

Ключевые функции иммунной системы устранены

Несколько лет назад Томас Бём, врачи иммунолог, работающий в Институте иммунобиологии и эпигенетики им. Макса Планка во Фрайбурге, Германия, и Теодор В. Питч, ихтиолог и всемирно известный эксперт по удильщикам, работающий в Вашингтонском университете в Сиэтле, отправились изучать геномы различных удильщиков. виды. Они начали с изучения структуры основных антигенов гистосовместимости (MHC). Эти молекулы находятся на поверхности клеток тела и сигнализируют иммунной системе, когда клетки заражены вирусом или бактерией. Чтобы гарантировать эффективное распознавание всех патогенов, молекулы MHC чрезвычайно разнообразны, настолько, что трудно найти идентичные или почти идентичные формы у любых двух особей вида.

Интересно, что исследователи обнаружили, что у рыб-удильщиков, которые используют постоянное прикрепление, в значительной степени отсутствуют гены, кодирующие эти молекулы MHC, как если бы они отказались от иммунного распознавания в пользу слияния тканей. «Помимо этого необычного сочетания генов MHC, мы обнаружили, что функция Т-клеток-киллеров, которые обычно активно уничтожают инфицированные клетки или атакуют чужеродные ткани во время процесса отторжения органа, также сильно притуплена, если не полностью потеряна. Эти результаты намекают на то, что возможность того, что иммунная система удильщиков была очень необычной среди десятков тысяч видов позвоночных », – говорит Джереми Суонн из Института иммунобиологии и эпигенетики и первый автор исследования.

Самка вида Photocorynus spiniceps, 46 мм, с сросшимся с ней паразитическим самцом 6,2 мм. Предоставлено: Теодор В. Питч.
Выживание без приобретенного иммунитета

После этих неожиданных открытий ученые заподозрили, что реорганизация иммунной системы удильщиков может быть даже более масштабной, чем ожидалось. И действительно, дальнейшие исследования показали, что антитела, которые являются вторым мощным оружием в арсенале иммунной защиты, также отсутствуют у некоторых видов удильщиков. «Для людей совокупная потеря важных иммунных объектов, наблюдаемая у удильщиков, может привести к фатальному иммунодефициту», – говорит Томас Бём, директор MPI иммунобиологии и эпигенетики и ведущий ученый проекта.

Однако, очевидно, что удильщики могут выжить без необходимых адаптивных иммунных функций. Таким образом, исследователи пришли к выводу, что животные используют значительно улучшенные врожденные возможности для защиты от инфекций, что является неожиданным решением проблемы, с которой сталкиваются все живые существа. В самом деле, до сих пор считалось, что партнерство приобретенного и врожденного иммунитета, однажды сформировавшееся в ходе эволюции, не может быть разделено без серьезных последствий.

Иммунная система влияет на репродуктивную стратегию

Таким образом, исследование показывает, что, несмотря на несколько сотен миллионов лет совместной эволюции врожденных и адаптивных функций, позвоночные могут выжить без адаптивных иммунных систем, которые ранее считались незаменимыми. Мы предполагаем, что пока неизвестные эволюционные силы сначала вызывают изменения в иммунной системе, которые затем используются для развития полового паразитизма », – говорит Томас Бем.

Интересно, что ученые считают, что среди своей коллекции рыб они даже поймали один вид на пути к развитию полового паразитизма. «Мы считаем примечательным, что необычный способ воспроизводства был изобретен несколько раз независимо у этой группы рыб», – говорит Тед Пич из Вашингтонского университета.

Хотя детали улучшения врожденных иммунных возможностей у удильщиков еще предстоит открыть, результаты этого исследования указывают на потенциальные стратегии, которые улучшают врожденные иммунные возможности у пациентов-людей, страдающих от последствий врожденного или приобретенного нарушения иммунных возможностей. Таким образом, научное путешествие, начавшееся с неясного наблюдения на борту рыболовного судна в Средней Атлантике, неожиданно открывает новые возможности для лечения иммунных расстройств у людей.

услуги нутрициологаАвтор сайта и статей: Наталья Степанова, нутрициолог-психолог, консультант по питанию и коррекции веса. Подробнее обо мне

Я в соц. сетях: Vk, Instagram.

Рейтинг
Еще статьи нутрициолога:
Adblock
detector