Как показало исследование A * STAR, иммунные клетки, борющиеся с инфекциями, известные как моноциты, состоят из двух отдельных субпопуляций в костном мозге. Один из них действует как резервуар для другого, чтобы поддерживать стабильный пул моноцитов, циркулирующих в кровотоке, открытие, которое может послужить основой для будущей разработки лекарств.
"Мы обнаружили новую популяцию моноцитов костного мозга, опровергнув популярное мнение о том, что моноциты представляют собой однородную популяцию," говорит Лай Гуан Нг из Сингапурской иммунологической сети A * STAR (SIgN), который руководил исследованием. "Поскольку моноциты все чаще признаются привлекательными терапевтическими мишенями, наши результаты предоставляют важные биологические знания, которые могут лечь в основу улучшенных терапевтических методов лечения заболеваний."
Нг и его коллеги использовали метод сортировки клеток, называемый проточной цитометрией, для классификации моноцитов в костном мозге на основе шести поверхностных рецепторных белков. Один из этих белков, CXCR4, выделялся тем, что уровни его экспрессии в клетках четко разграничивали два подмножества моноцитов – один с высокой активностью CXCR4, который служит своего рода переходным премоноцитом, и более зрелый моноцит с низким уровнем CXCR4.
Анализ активности генов и эксперименты на мышах показали, что клетки, экспрессирующие CXCR4, активно пролиферируют и замедляют свое деление по мере созревания, чтобы пополнить запасы моноцитов, которые были готовы перейти из костного мозга в кровоток. Как объясняет Нг, "Считается, что эта недавно определенная переходная фаза действует как регуляторная контрольная точка для поддержания стабильного пула циркулирующих моноцитов по всему телу."
Команда SIgN в сотрудничестве с учеными из Института молекулярной и клеточной биологии A * STAR и со всего мира определила ряд других новых функций CXCR4 в биологии моноцитов. Помимо роли CXCR4 в удержании переходных премоноцитов в костном мозге, исследователи обнаружили, что активность CXCR4 также продолжает влиять на миграцию и локализацию зрелых моноцитов после того, как они покинули костный мозг и попали в остальную часть тела.
Фактически, ингибируя CXCR4, Ng и его коллеги показали, что они могут уменьшить количество моноцитов, которые собираются в стенках кровеносных сосудов легких мышей, подвергшихся воздействию эндотоксина, тем самым ограничивая повреждение легких и риск смерти, вызванной сепсисом. "Эти открытия могут проложить путь к будущим методам лечения на основе CXCR4," – говорит Нг, отмечая, что моноциты все чаще признаются критическими медиаторами воспаления при таких состояниях, как сердечные заболевания, рассеянный склероз и фиброз печени.