Иммунитет как у рыбы: учёные раскрыли секрет неуязвимости летучих мышей перед вирусами

Летучие мыши долгое время оставались для иммунологов загадкой: они способны носить в себе вирусы, вызывающие тяжелейшие заболевания у других животных, включая человека, но при этом сами почти никогда не проявляют признаков болезни. Теперь ученые обнаружили важнейшую подсказку, объясняющую этот феномен.

Исследователи раскрыли необычную особенность иммунитета летучих мышей, которая может объяснить, как этим млекопитающим удается ускользать от инфекций. Гладконосые летучие мыши, крупнейшее семейство рукокрылых в мире, по-видимому, обладают двумя отдельными генетическими системами для производства строительных блоков антител — иммунных белков, которые прикрепляются к микробам. Подобная конфигурация никогда ранее не встречалась у млекопитающих.

«Это было действительно удивительно, — рассказала Live Science соавтор исследования Ханна Франк, доцент кафедры экологии и эволюционной биологии Университета Тулейн. — Единственные другие позвоночные, у которых мы наблюдаем нечто подобное, — это рыбы».

Результаты, опубликованные в среду, 29 июля, в журнале Science Advances, могут открыть новые направления для изучения вирусных инфекций и эволюции иммунитета.

«Исследование дает нам новый взгляд на эволюцию и разнообразие адаптивного иммунитета у летучих мышей, — отметил Дэниел Беккер, доцент биологии Университета Оклахомы, не принимавший участия в работе. — Дублирование генов, обнаруженное у гладконосых летучих мышей, поистине интригует и говорит о необходимости более глубокого иммунологического изучения этого распространенного по всему миру семейства», — сообщил Беккер Live Science по электронной почте.

«Больше разнообразия в антителах»

Антитела представляют собой Y-образные белки, которые помогают иммунной системе распознавать и нейтрализовать чужеродных захватчиков, включая вирусы, а также другие угрозы, такие как токсины. Каждое антитело содержит две «тяжелые цепи» и две «легкие цепи» — структуры, работающие сообща для распознавания и связывания со специфическими фрагментами вирусов, бактерий или других мишеней.

Кончики Y-образной формы отвечают за распознавание целей, в то время как другие части антитела помогают определить, как именно отреагирует иммунная система — например, блокируя проникновение патогенов в клетки или помечая их для уничтожения другими иммунными клетками.

У человека и большинства других млекопитающих гены, создающие тяжелые цепи антител, организованы в единый участок генома, называемый локусом. Клетки создают широкий спектр антител, смешивая и комбинируя белки, закодированные в разных сегментах этого локуса.

Однако, когда Франк и ее команда изучили 26 видов летучих мышей, они обнаружили два полных локуса тяжелых цепей, расположенных на разных хромосомах. Затем исследователи показали, что оба набора генов функциональны и активно используются иммунными клетками для создания антител. Поначалу находка была настолько неожиданной, что ученые даже заподозрили ошибку в сборке геномов после их секвенирования.

Однако бывшая аспирантка Франк доктор Тейлор Перселл настояла на том, что открытие может быть подлинным, а не экспериментальной случайностью. «Она сказала: «Нет, Ханна; это действительно странно — понимаешь, так не бывает», — вспоминает Франк. — А я ответила: «Боже мой, ты права. Это не просто экспериментальная досада. Это на самом деле потрясающе»».

Используя генетический анализ, команда обнаружила, что один из двух локусов содержал более крупный и разнообразный набор генных сегментов, которые можно использовать для создания широкого, готового репертуара антител. Второй локус располагал меньшим количеством таких строительных блоков, но, судя по всему, в большей степени полагался на процесс, называемый соматической гипермутацией, при котором клетки, производящие антитела, вносят небольшие генетические изменения после встречи с патогеном.

Эти изменения могут помочь антителам стать более «настраиваемыми» под любую угрозу иммунной системе, пояснила Франк.

«Этот дополнительный набор генов дает животным больше разнообразия в антителах, — сказал Майкл Летко, молекулярный вирусолог Университета штата Вашингтон, не участвовавший в исследовании. — Данная работа показывает, что у летучих мышей с самого начала больше разнообразия, что, возможно, позволяет им быстрее и эффективнее реагировать с момента заражения», — сообщил Летко Live Science по электронной почте. Летко добавил, что генетический анализ в исследовании был проведен на высоком уровне и придает достоверность результатам. «Трудно оспаривать достоверность информации, прочно основанной на генетической организации этих рукокрылых», — подчеркнул он.

Эта интерпретация, однако, пока остается гипотезой; Франк и ее команде предстоит изучить, как ведут себя эти две системы при контакте летучих мышей с вирусами, прежде чем они смогут точно определить, какие именно преимущества те предоставляют.

«Мы считаем, что это открытие — важный фрагмент головоломки, — заявила Франк. — Оно не объясняет полностью, почему летучие мыши являются столь эффективными вирусными резервуарами, но раскрывает уровень иммунного разнообразия, о существовании которого мы не знали, и дает нам совершенно новое направление для исследований».

Предыдущие исследования иммунитета летучих мышей показали, что более высокая температура тела и большее количество заполненных вирусами везикул в стволовых клетках также могут помогать этим животным лучше переносить инфекции.

От вирусных резервуаров к лекарству от рака: куда приведет новое открытие

Понимание того, как летучие мыши переносят вирусы, может помочь ученым предсказать, какие виды рукокрылых с наибольшей вероятностью способны повлиять на здоровье человека и как мы можем смягчить эти риски, отметил Беккер. Отдельно Летко указал, что у летучих мышей наблюдается поразительно низкая частота возникновения опухолей и рака, и задался вопросом, не кроются ли в их уникальной иммунной системе ключи к разгадке этого явления.

Хотя на летучих мышей часто смотрят сквозь призму переносимых ими инфекционных заболеваний, их история гораздо сложнее, считает Франк.

«Давайте учиться у ребят, которые эволюционировали вместе с вирусами миллионы и миллионы лет, — призвала Франк. — Но давайте постараемся не демонизировать их за то, что они выживали на протяжении этих миллионов и миллионов лет».

Источники: статья Pursell, T., Reers, A., Mikelov, A., Kotagiri, P., Lam, B., Ellison, J. A., Boyd, S. D., & Frank, H. K. (2026). Immunoglobulin heavy chain locus duplication in Bats. Science Advances, 12(31); комментарии для Live Science Дэниела Беккера (Университет Оклахомы) и Майкла Летко (Университет штата Вашингтон).