В течение некоторого времени влияние факторов окружающей среды во время беременности на риск возникновения аллергии у новорожденных детей является основной темой исследований Лейпцигского центра исследований окружающей среды имени Гельмгольца (UFZ). В рамках долгосрочного исследования LINA экологические иммунологи из Лейпцига сосредоточили внимание на табачном дыме как на экологическом стрессоре. Основной задачей доктора Гунды Херберт было выявить влияние табачного дыма на развитие детской иммунной системы — на молекулярном уровне. Из результатов, недавно опубликованных в Журнале аллергии и клинической иммунологии, можно с уверенностью сказать одно: «Впервые мы смогли описать влияние пренатальных стрессоров окружающей среды на регуляцию микроРНК».
Предыдущие исследования уже доказали, что курение во время беременности может нанести вред нерожденному ребенку: новорожденные от курящих матерей показали низкий вес при рождении и нарушение функции легких; позже в жизни чаще встречались респираторные заболевания, диабет II типа, астма или сердечно-сосудистые заболевания. Однако точные молекулярные механизмы и процессы, лежащие в основе таких разработок, до сих пор вызывают затруднения у исследователей.
По этой причине д-р Гунда Херберт и д-р Ирина Леманн из UFZ решили обратиться к относительно недавней области исследования микроРНК. С начала 1990-х годов эти клеточные компоненты стали все более и более привлекательными в молекулярной и клеточной биологии. Между тем, для человека было названо более 1200 различных коротких одноцепочечных молекул РНК, некоторые из которых играют важную роль в иммунном ответе. Среди прочего, они оказывают значительное влияние на дифференциацию регуляторных Т-клеток (Treg-клеток), которые, в свою очередь, предотвращают сверхактивную иммунную систему и, следовательно, аутоиммунные заболевания.
Если Treg-клеток недостаточно или их функция нарушена, саморегулирующая функция иммунной системы будет снижена, что может привести к аллергии.Чтобы исследовать взаимосвязь между курящими матерями во время беременности, с одной стороны, и риском развития аллергии у их детей, с другой, ученые из Лейпцига исследовали микроРНК-223, микроРНК-155 и регуляторные Т-клетки — не только в образцах крови. беременных женщин (36 неделя беременности), но также и при рождении в пуповинной крови их младенцев. В то же время были заполнены анкеты и исследованы образцы мочи беременных женщин, чтобы подтвердить эффект от воздействия табачного дыма и / или летучих органических соединений, образующихся в результате курения.
Из числа матерей, участвовавших в исследовании LINA, в этих исследованиях были проведены консультации с 315 матерями (6,6 процента из которых были курильщиками) и 441 ребенком.Основное внимание уделялось miR-223 и miR-155, потому что их роль в регуляции Т-клеток уже была доказана. «Что нас сейчас интересует, — объясняет доктор Гунда Херберт, — это то, связывают ли эти микроРНК воздействие дыма, регуляторные Т-клетки и риск развития аллергии».Измеряя концентрацию этих микроРНК, а также количество регуляторных Т-клеток в материнской и пуповинной крови, можно показать, что высокая степень воздействия вдыхаемых летучих органических соединений (ЛОС), связанных с табачным дымом, совпадает с высокими значениями miR-223. В то же время было также обнаружено, что повышенные значения miR-223 в материнской и пуповинной крови коррелируют с низким числом регуляторных Т-клеток.
Наконец, можно показать, что низкое количество регуляторных Т-клеток в пуповинной крови было признаком того, что дети, подвергшиеся воздействию табачного дыма, с большей вероятностью разовьются аллергией в возрасте до трех лет по сравнению с детьми с нормальными значениями miR-223 и Treg-клетки. Кроме того, вероятность развития экземы у этих детей была почти вдвое выше.«После того, как мы уже смогли продемонстрировать влияние пренатального курения на количество регуляторных Т-клеток в пуповинной крови на основе нашего исследования LINA, текущее эпидемиологическое исследование еще глубже вникает в молекулярные процессы», — резюмируют д-р Гунда Герберт и д-р Ирина Леманн. «Теперь, — поясняют иммунологи из Лейпцига, — мы узнаем больше о молекулярных процессах, которые вызывают стрессовые факторы от дыма во время беременности». Таким образом, впервые описана связь между пренатальными стрессорами окружающей среды и регуляцией микроРНК.
В этом отношении текущее исследование Гельмгольца открывает двери для дальнейших исследований роли микроРНК с точки зрения того, как иммунная система человека реагирует на стрессоры окружающей среды.