Распространенное «вечное» химическое вещество ослабляет защитные силы организма

Фото из открытых источников

Новое исследование показывает, как вечное химическое вещество PFOS разрушает ключевой белок иммунной системы, позволяя вирусам гриппа и другим вирусам легче размножаться. Результаты исследования были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Наиболее быстрая реакция организма на вирус начинается внутри клетки, в которую вирус только что проник. Новые исследования показывают, что широко используемое вещество, обладающее длительным действием, может ослабить эту реакцию.

У мышей и в клетках легких человека химическое вещество перфтороктансульфонат (PFOS) связывается с белком, необходимым клеткам для включения противовирусной защиты. Из-за нарушения функции этого белка вирусы гриппа и ряд других вирусов размножались быстрее, и зараженные мыши болели сильнее.

Исследователи представили этот результат как биологическое объяснение более ранних исследований, которые связывали воздействие ПФАС на людей с более слабой реакцией на вакцинацию и более частыми респираторными инфекциями у детей.

Цюцзю Лян и Мин Гао руководили этой работой в Научно-исследовательском центре эколого-природоохранных наук, входящем в состав Китайской академии наук в Пекине. К ним присоединились коллеги из университетов и больниц по всему Китаю. Большая часть их доказательств получена на животных и клетках. На людях команда смогла измерить только корреляции, которые не могут доказать, что химическое вещество вызвало какие-либо изменения.

PFOS (ПФОС) относится к семейству из тысяч искусственно созданных химических веществ, называемых пер- и полифторалкильными веществами (PFAS), семейству из тысяч искусственно созданных химических веществ, известных как «вечные химикаты», потому что они разлагаются очень медленно. ПФОС вошел в длинный список промышленных и бытовых товаров, потому что он устойчив к высоким температурам и отталкивает как масло, так и воду.

Те же химические свойства, которые сделали его полезным, затрудняют его удаление. PFOS устойчив к расщеплению, проникает через барьеры организма и накапливается в печени, легких и почках. Поскольку ПФАС сохраняются в организме очень долго, многие из них теперь обнаруживаются в крови людей и животных по всему миру.

Более ранние исследования связывали воздействие ПФОС с вредным воздействием на репродуктивную, нервную, кровеносную и дыхательную системы многих видов животных. Однако влияние ПФОС на раннюю реакцию организма на вирусы оставалось гораздо менее ясным.

Когда вирус проникает в клетку, находящиеся внутри неё сенсоры улавливают его генетический материал. Это запускает цепочку сигналов, завершающуюся белком под названием IRF3. Второй белок, TBK1, метит IRF3 небольшой химической группой. Помеченный IRF3 соединяется с другой своей копией, перемещается в ядро клетки и запускает выработку интерферонов.

Эти сигнальные молекулы дают указание инфицированной клетке и ее соседям активировать противовирусные гены. Эта система — первая линия защиты организма от вирусов. Если IRF3 не сработает, предупреждение не будет отправлено.

Сначала команда исследователей в течение месяца ежедневно давала мышам небольшие дозы ПФОС и изучала изменения в их легких.

Уровень активности сотен генов и белков изменился в большую или меньшую сторону, и многие из них принадлежали к сигнальным путям, связанным с гриппом, гепатитом B и COVID-19.

В ходе отдельного скрининга было выявлено 110 белков, форма которых изменялась в присутствии ПФОС, при этом IRF3 чаще других белков участвовал в процессах, связанных с вирусами.

Последующие эксперименты показали, что ПФОС связывается с белком непосредственно в трех определенных местах. После связывания он изменяет форму IRF3, и IRF3 и TBK1 меньше прикрепляются друг к другу.

Меньшее количество белка было помечено, меньшее количество копий образовало пары, и меньшее его количество достигло ядра. В результате клетки стали вырабатывать меньше интерферона. Количество белка в клетках не уменьшилось. ПФОС оставил белок на месте, но помешал ему выполнять свою функцию.

Для проверки связывания команда заменила три места связывания. В клетках, содержащих измененный белок, ПФОС больше не ослаблял противовирусный ответ. Аналогичные результаты были получены и у мышей, которым вводили измененную версию препарата: ПФОС больше не усугублял течение гриппа.

У мышей, подвергшихся воздействию вируса, грипп протекал в более тяжелой форме. Мыши, принимавшие ПФОС в течение двух недель до заражения гриппом, теряли больше веса, чаще умирали и имели более выраженные повреждения легких, чем мыши, не подвергавшиеся воздействию ПФОС.

Чем выше доза, тем хуже было их состояние. В крови снижалось содержание интерферона, а в легких увеличивалось количество вируса. Команда выбрала основную дозу, отражающую то, что человек может получить из питьевой воды, загрязненной ПФОС, в масштабе, рассчитанном для организма мыши.

Прием дозы в десять раз меньшей, в течение двух месяцев до заражения, все равно приводил к потере веса и летальным исходам. ПФОС также усугубил течение второго штамма гриппа и повысил количество вируса гепатита В в крови и печени мышей.

В культурах клеток легких человека ПФОС ослаблял реакцию на грипп, вирус простого герпеса, бешенство, ВИЧ и другие вирусы. При этом его концентрация была такой же низкой, как и в крови населения в целом. Не все ПФАС вели себя таким образом. Из нескольких протестированных группой веществ только ПФОС подавлял выработку интерферона. Два близких химических родственника, ПФОА и ПФГхС, не показали стабильного связывания с IRF3.

Чтобы выявить признаки заболевания у людей, команда обратилась к NHANES, национальному исследованию состояния здоровья населения США, которое включает лабораторные анализы. Среди 1179 участников исследования 2009 и 2010 годов у людей с более высоким содержанием ПФОС в крови наблюдался более низкий уровень антител к кори и краснухе.

Авторы написали, что эти более низкие уровни не следует рассматривать как неэффективность вакцин, а как возможное ослабление защиты. Почти четыре из пяти участников, 78,5 процента, по-прежнему имели положительный результат на все три типа антител, которые проверялись в ходе анализа.

Исследователи также взяли образцы крови у 71 здорового добровольца и обнаружили, что у тех, у кого было больше ПФОС, уровень интерферона был ниже. Затем они обследовали пациентов, которые уже были больны. У госпитализированных пациентов с РСВ (распространенным респираторным вирусом), гриппом или гепатитом В более высокий уровень ПФОС в крови коррелировал с увеличением количества вируса в организме. Эти группы были небольшими, от 32 до 40 пациентов в каждой. Каждый из этих результатов представляет собой корреляцию, и ни один из них не доказывает, что именно ПФОС вызвал эти различия.

IRF3 был не единственным белком, подвергшимся воздействию PFOS. В ходе скрининга было выявлено 110 таких белков, и исследователи написали, что вопрос о том, способствуют ли другие белки ослаблению противовирусной защиты, еще требует изучения. Помимо борьбы с вирусами, IRF3 играет роль в развитии рака, воспалительных и аутоиммунных заболеваний, а также метаболических расстройств.

Остается открытым вопрос, влияет ли ПФОС на какие-либо из этих процессов. Исследователи призвали к более жесткому контролю за загрязнением ПФАС, уделяя особое внимание детям и пожилым людям.

Пока что данные, полученные в ходе исследований на людях, не позволяют однозначно определить, чаще ли люди с более высоким содержанием ПФОС в крови заражаются вирусными инфекциями или болеют ли они тяжелее. Для ответа на этот вопрос потребуются исследования, отслеживающие воздействие вируса на людей и развитие инфекций в течение определенного времени.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний