Иммунный опыт может переходить по наследству

Специфический ответ — это когда иммунитет начинает бороться против конкретного патогена, против конкретного вируса (например, против коронавируса SARS-CoV-2, а не против вируса гриппа); такой ответ даёт система адаптивного, или приобретённого, иммунитета. Неспецифический, общий иммунный ответ — это реакция на какую-то неясную опасность, которая появилась в организме. То есть иммунная система понимает, что дела идут как-то не так, но конкретная причина пока неясна. Это называется врождённым иммунитетом — он борется против бактерий или против вирусов вообще.

Но сила неспецифической иммунной реакции может быть разной: воспаление может быть сильнее или слабее, иммунные клетки, которые бродят по тканям и поедают всё потенциально опасное, могут быть более активны или менее активны. Сотрудники Боннского университета и их коллеги из Университета Неймегена, Афинского университета и других научных центров пишут в Nature Immunology, что один из факторов, который влияет на силу иммунной реакции, это болезни, перенесённые старшим поколением в семье. Эксперименты ставили с мышами: самцов заражали патогенной формой дрожжей Candida albicans, вызывающих кандидоз. После того, как самцы выздоравливали от грибковой инфекции, они спаривались со здоровыми самками. Получившееся потомство заражали патогенными бактериями из группы кишечных палочек. Оказалось, что потомство самцов, переболевших грибковой инфекцией, справляется с бактериальной инфекцией лучше, чем потомство самцов, которые грибком не болели.

Одни из первых на инфекцию реагируют клетки моноциты: они в прямом смысле поглощают всё, что представляет опасность, в том числе и бактерий, и одновременно выделяют воспалительные сигналы, стимулирующие иммунные клетки. Исследователи обнаружили, что у потомства мышей-самцов, переболевших грибком, в клетках-предшественниках моноцитов воспалительные гены работают активнее. То же самое касалось некоторых других генов, связанных с распознаванием чужеродных молекул.

То, что гены были более активны, означало, что с них было проще считать генетическую информацию. Доступность информации для считывания зависит от эпигенетических механизмов, которые либо закрывают определённые участки ДНК от считывающих ферментов, либо открывают. Эпигенетических механизмов есть несколько разных видов; в данном случае речь идёт о метильных химических группах, которые присоединяются к ДНК. Метилирование или деметилирование ДНК сильно сказывается на активности генов. У клеток-предшественников моноцитов узор метилирования на ДНК был такой, что они быстрее превращались в зрелые моноциты и легче включали некоторые иммунные гены.

Механизмы эпигенетической регуляции чувствуют, что происходит с организмом, и надолго меняют активность генов. Более того, эпигенетические изменения переходят по наследству, то есть дети получают от родителей не только генетический текст, но и рекомендации, как этот текст нужно читать. Как именно происходит эпигенетическое наследование, во многом остаётся загадкой, но совершенно очевидно, что тут многое завязано на половых клетках. В случае с иммунным опытом оказалось, что у сперматозоидов самцов, перенёсших грибок, узор метилирования на ДНК выглядит иначе, чем у самцов, которые грибком не болели. То есть после грибковой инфекции состояние иммунных генов изменилось — на них появилась эпигенетическая печать, и появилась она не только на ДНК иммунных клеток, но и на ДНК сперматозоидов, а потом, после оплодотворения, эпигенетические рекомендации каким-то образом пришли к иммунным клеткам взрослого потомства.