Нехватка аминокислоты аргинина ослабляет противовирусную и противоопухолевую защиту организма, выяснили биологи из Рокфеллеровского университета в США. Результаты исследования, которое вышло в журнале Cell, показывают: при дефиците этого вещества клетки не могут вырабатывать белки, сигнализирующие иммунитету об опасности. В опытах на мышах добавки с аргинином уменьшили число опухолей в толстой кишке и облегчили течение гриппа и COVID-19.
Аргинин – одна из базовых аминокислот, из которых строятся белки. Организм вырабатывает её сам, а также получает из богатой белком пищи. Врачи давно связывали аномально низкий уровень аргинина с разными болезнями, включая рак толстой кишки, но механизм этой связи оставался неизвестным. В 2023 году группа под руководством Сохайла Тавазойе уже показала, что при нехватке аргинина раковые клетки толстой кишки быстрее накапливают генетические мутации.
В новой работе первый автор статьи Цюшуан У сравнила, как меняется уровень аминокислот при раке толстой кишки, гриппе и инфекции SARS-CoV-2. Во всех трёх случаях именно аргинин истощался сильнее всего. Когда исследователи лишили выращенные в лаборатории клетки этой аминокислоты, в них резко снизилась концентрация 414 белков.
Среди пострадавших оказались белки, которые кодируют три гена из семейства HLA. Они отвечают за сборку молекул MHC-I, входящих в главный комплекс гистосовместимости первого класса. Эти молекулы работают как клеточные витрины: они выставляют на поверхность клетки фрагменты внутренних белков, чтобы иммунные Т-клетки могли вовремя заметить вирус или опухолевую мутацию. Выяснилось, что белки для системы MHC-I содержат много звеньев аргинина. Когда его не хватает, клеточные «сборочные машины» – рибосомы – буксуют и не могут достроить эти белки. В итоге на поверхности клетки почти не остаётся сигналов тревоги, и иммунная система пропускает угрозу.
Установив молекулярный механизм, биологи проверили его на животных совместно с коллегами из лаборатории вирусолога Чарльза Райса. Мыши на диете с дефицитом аргинина чаще заболевали раком толстой кишки, а когда аминокислоты в корме было много, опухолей формировалось меньше. Аналогичный эффект проявился и при вирусных инфекциях: животные, получавшие больше аргинина, легче переносили грипп и COVID-19. Более того, добавка помогала облегчить болезнь, даже если мышам давали её уже после заражения гриппом.
Чтобы клеткам в эксперименте удавалось снова вырабатывать MHC-I, хватило умеренной дозы вещества, сопоставимой с парой обычных аптечных таблеток. «Мы выяснили, что питание напрямую управляет работой генов: уровень конкретной аминокислоты регулирует выпуск белков, которые в ней нуждаются», – пояснил Сохайл Тавазойе. По его словам, этот принцип может работать и для других аминокислот. Цюшуан У добавила, что в будущем аргинин стоит испытать в сочетании с иммунотерапией рака, которая как раз опирается на способность Т-клеток находить мишени.
Авторы также отмечают, что с возрастом и при плохом питании запас аргинина в организме естественно снижается. Возможно, отчасти поэтому пожилые люди тяжелее болеют респираторными инфекциями и чаще сталкиваются с опухолями кишечника. При этом учёные подчёркивают: эти данные они получили только на клеточных культурах и мышах. Пока не пройдут клинические испытания на людях, говорить о том, что аптечный аргинин защищает человека от рака или вирусов, преждевременно.
