Аргинин, аминокислота, которую ваш организм уже производит и которую вы, вероятно, потребляете с продуктами, богатыми белком, по-видимому, довольно важна. Новое исследование из Университета Рокфеллера предполагает, что его недостаток может ослабить способность вашей иммунной системы бороться с раком и вирусами. Потому что, конечно, единственное, что нужно вашей иммунной системе, — это еще одна причина быть сложной.

Сохаил Тавазой, который руководит лабораторией системной биологии рака Элизабет и Винсента Мейеров в Рокфеллере, изучает эту связь в течение многих лет. Еще в 2023 году его команда обнаружила, что лишение клеток рака толстой кишки аргинина вызывает накопление большего количества мутаций. Теперь они выяснили, что дефицит аргинина также может заставить вашу иммунную систему бездельничать. Когда аргинина не хватает, клетки с трудом производят MHC-1, белок, который предупреждает иммунную систему о мутировавших клетках и вторгающихся вирусах. Представьте это как клеточный эквивалент забывания вывесить табличку «Осторожно, злая собака».

Хорошая новость? Умеренное количество аргинина — примерно столько, сколько содержится в паре безрецептурных таблеток — потенциально может восстановить гены, участвующие в производстве MHC-1. Результаты были опубликованы в журнале Cell, что довольно большое дело.

«Наша работа показывает, как недостаток аргинина мешает иммунной системе, и предполагает, что увеличение потребления аргинина может быть полезным», — говорит первый автор Цюшуан Ву, постдок в лаборатории. «Возможно, это означает, что его можно использовать в сочетании с другими методами лечения для борьбы как с раком, так и с вирусными инфекциями». Тавазой добавляет: «Добавки аргинина можно легко протестировать на пациентах, получающих иммунотерапию, или давать группам высокого риска, подвергшимся воздействию вирусных патогенов. Учитывая, что аргинин недорог и легкодоступен, мы надеемся, что терапевтические и профилактические исследования могут быть начаты в ближайшее время».

Вот научная часть: Аминокислоты являются строительными блоками белков, и их производство направляется кодонами — группами из трех оснований ДНК. Шесть различных кодонов кодируют аргинин, что подчеркивает его важность. Ученые знали, что изменения в доступности аминокислот влияют на клеточный метаболизм и сигнализацию, но меньше было известно о том, влияют ли эти изменения непосредственно на экспрессию генов.

Ву исследовала изменения уровней аргинина, вызванные диетой или болезнью, на нескольких моделях, включая рак толстой кишки, грипп и SARS-CoV-2. Эти состояния связаны с необычными уровнями аминокислот. «Одной из самых ярких закономерностей было то, что аргинин был наиболее истощенной аминокислотой при всех этих заболеваниях», — говорит она.

Используя клеточные культуры, Ву обнаружила, что 414 белков присутствовали в необычно низких количествах при снижении аргинина. Большинство из них были связаны с известными функциями аргинина, но выделялись три гена HLA, ответственных за производство белков MHC-1. Белки MHC-1 отображают чужеродные или аномальные белки для Т-клеток, которые затем мобилизуют иммунные войска. Когда аргинина не хватает, рибосомы — клеточные машины, собирающие белки, — останавливаются, пытаясь произвести MHC-1. Без достаточного количества аргинина они не могут завершить работу, поэтому клетки отображают меньше сигналов для предупреждения Т-клеток. Это позволяет опасным клеткам ускользнуть от внимания.

«Эти результаты захватывающие, потому что они показывают, что потребление конкретной аминокислоты может напрямую регулировать экспрессию генов в организме, увеличивая производство белка, обогащенного этой аминокислотой», — говорит Тавазой. «Мы считаем, что такая избирательная трансляционная настройка экспрессии генов с помощью диетических манипуляций, вероятно, распространяется на многие другие белки и аминокислоты».

Затем Ву проверила различные количества диетического аргинина на мышах. Мыши, получавшие диету с низким содержанием аргинина, развили больше опухолей рака толстой кишки, в то время как у мышей, получавших больше аргинина, опухолей было меньше. Она также протестировала мышиные модели гриппа и SARS-CoV-2 с Хайнцем-Генрихом Хоффманом из лаборатории Чарльза Райса. Результаты были схожими — и удивительными. «Не только мыши с диетой, богатой аргинином, имели более легкие симптомы вирусных инфекций, но и мыши, получавшие аргинин, имели более легкие симптомы, чем мыши с низким содержанием аргинина».