Потовые железы вырабатывают белок, защищающий от болезни Лайма

Болезнь Лайма — это инфекционное заболевание, вызываемое бактериями рода Borrelia. Заражение происходит через укус клещей. В настоящее время болезнь успешно лечится антибиотиками, однако около 10% больных страдают от повышенной утомляемости, проблем с памятью и сном и болей в течение многих месяцев и лет. Причина неизвестна, и лечения не существует. Есть необходимость больше узнать о болезни Лайма и генетических и фенотипических факторах, влияющих на течение этого заболевания. С этой целью международная группа ученых провела полногеномный (GWAS) и полнофеномный (PheWAS) поиск ассоциаций. Для этого они использовали информацию о 617 731 человеке, в том числе 25 355 человек с болезнью Лайма, из баз данных проекта FinnGen (Финляндия) и Estonian Biobank (Эстония).

Проведя метаанализ по результатам двух GWAS, ученые выявили три генетических локуса, ассоциированных с болезнью Лайма. Один из них находится в области HLA на шестой хромосоме, что в очередной раз подтверждает связь HLA с инфекционными и аутоиммунными заболеваниями. Похожие ассоциации нашлись для нескольких вариантов локуса TLR1, который ранее уже связывали с астмой, аллергиями и инфекционными заболеваниями.

Наиболее интересной находкой при метаанализе GWAS стал ген SCGB1D2. Он кодирует белок из семейства секретоглобинов. Все белки этого семейства, кроме SCGB1D2, экспрессируются секреторными тканями барьерных органов. Экспрессия SCGB1D2 же достигает пика в коже, а именно в потовых железах. Помимо этого, ген экспрессируется слюнными и молочными железами, а также в матке.

По результатам GWAS ученые выявили распространенный миссенс-вариант SCGB1D2 — rs2232950. Этот вариант встречается с частотой 40%. В нем пролин в положении 53 заменяется на лейцин, что, вероятно, приводит к нарушению структуры белка, так как пролин обычно способствует формированию стабильных α-спиралей. PheWAS также показал, что этот вариант ассоциирован с инфекциями, вызванными спирохетами, особенно с болезнью Лайма.

В поте человека содержатся разнообразные антимикробные пептиды: дермцидин, лизоцим, лактоферрин и т.д. Ученые предположили, что SCGB1D2 также может выполнять защитную функцию. Чтобы проверить это, они оценили влияние рекомбинантного SCGB1D2 на рост бактерии Borrelia burgdorferi. Белок ингибировал рост бактерии через 24 часа при концентрациях 8 и 16 мкг/мл. Эффект отслеживался и через 72 часа. Миссенс-вариант SCGB1D2 P53L подавлял защитные свойства белка: через сутки SCGB1D2 P53L ингибировал рост бактерии только в концентрации 16 мкг/мл.

Механизм антимикробного действия SCGB1D2 пока неясен. Опыты с иодистым пропидием показали, что белок может не просто ингибировать рост бактерий, но и приводить к их гибели.

Исследователи также провели эксперимент in vivo, в котором самкам мышей линии C57BL/6J делали подкожные инъекции суспензии бактерий B. burgdorferi. Бактерию предварительно инкубировали либо с SCGB1D2, либо с SCGB3A1 — секретоглобином, который не связан с болезнью Лайма. Для отслеживания инфекции использовали два разных штамма бактерии, которые экспрессируют люциферазу, — N40D10/E9 и ML23. При предварительной инкубации обоих штаммов с SCGB1D2 у мышей не развивалось инфекции ни через три, ни через десять дней после инъекции. В пресс-релизе говорится, что мыши не заболели и через месяц. При инкубации с SCGB3A1 инфекция регистрировалась уже на третьи сутки.

Таким образом, ученые показали, что белок SCGB1D2, выделяемый потовыми железами, защищает от болезни Лайма. Он ингибирует рост бактерии B. burgdorferi и оказывает профилактическое действие. Однако распространенный миссенс-вариант этого белка, напротив, снижает защиту от болезни Лайма. Исследователи предполагают, что на основе SCGB1D2 можно разработать лекарство, способное предотвращать развитие болезни.

Природно-очаговые заболевания в России