Нематода Caenorhabditis elegans, часто используемая в биологических исследованиях в качестве модельного организма, обладает простым строением, но одновременно и рядом генетических сходств с более крупными и сложными организмами, включая людей. Поэтому результаты опытов с участием этого крошечного червя могут иметь значение и для человечества. 

Одно из таких открытий сделали исследователи из Медицинского колледжа штата Вашингтон в Университете штата Вашингтон. Они первыми обнаружили, что кутикулу (внешний кожный барьер) крошечного червя контролирует нервная система, заставляя ее изменяться в ответ на вторжение бактерий

«Наше исследование ставит под сомнение традиционное представление о том, что этот физический барьер будь то кутикула червя или кожа человека кожа не реагирует на инфекции, а является частью врожденной защиты организма от патогенов», — говорит Джингрей Сан, ведущий автор работы. «Мы показываем, что в ходе инфицирования нематода может изменить свою конфигурацию, и что это контролируется нервной системой».

Сан и ее коллеги использовали генные технологии, чтобы показать, что рецептор NPR-8, связанный с нейрональным G-белком, отрицательно регулирует защиту Caenorhabditis elegans от патогенной инфекции, подавляя экспрессию кутикулярного коллагена — белка, который является ключевым структурным компонентом кутикулы нематоды.

Нематоды, чей рецептор NPR-8 был удален, выживали дольше при воздействии патогенных микроорганизмов, вызывающих пневмонию, сальмонеллу и стафилококковые инфекции. Кутикула нематод без рецептора NPR-8 оставалась относительно гладкой по сравнению с их дикими сверстниками, у которых кутикула сморщилась в ответ на те же патогены.

«Для нематод важно поддерживать здоровую кутикулу, которая выступает в качестве первой линии защиты от внешних нападений», — Говорит Дэрей Селлегоундер, ведущий автор статьи и научный сотрудник Sun’s Lab. «Многие патогенные микроорганизмы производят белки, которые пытаются разрушить этот барьер и заразить организм инфекцией. Наши результаты показывают, что нервная система выявляет эти атаки и реагирует путем ремоделирования или усиления этой внешней защитной структуры».

Ученым представляется, что у млекопитающих коллагены играют аналогичную роль. Уже известно, что у людей потеря коллагена может создать больше проблем, чем просто некрасивые морщины. В то время как нематоды имеют только один «внеклеточный матрикс», кутикула, у людей есть внеклеточный матрикс в каждом органе, и если этот матрикс слишком жесткий или слишком рыхлый, то это создает опасную ситуацию для здоровья.

Исследователи предполагают, что нейронная регуляция коллагенов также может играть роль в общей продолжительности жизни. Следующая цель ученых — выявить основные механизмы защитного реагирования кожи человека.