Враг внутри: защита от распространения внутриклеточных бактерийВраг внутри: защита от распространения внутриклеточных бактерий
Мельбурнские исследователи обнаружили многочисленные тесно связанные между собой системы гибели клеток, которые предотвращают распространение "внутриклеточной" бактерии Salmonella от которой ежегодно погибает более 100 000 человек.
Ученые обнаружили, что распространение сальмонеллы блокируется смертью зараженных клеток, но, как ни удивительно, клетки могут умереть несколькими разными способами. Хотя Salmonella постоянно стремится перехитрить зараженные клетки, блокируя их самоубийство, клетки выработали впечатляющие "резервные" стратегии, чтобы гарантировать, что зараженная клетка все еще может умереть, и таким образом защитить организм от инфекции Salmonella и последующих последствий.
Исследование, опубликованное в журнале "Иммунитет", проводилось под руководством совместной группы, в которую вошли исследователи Института Уолтера и Элизы Холли и исследователи Института инфекции и иммунитета имени Питера Доэрти (Институт Доэрти).
Многие болезнетворные бактерии вторгаются в клетки, выживая и размножаясь внутри клеток и скрываясь от иммунной системы организма. Одной из таких "внутриклеточных" бактерий является сальмонелла - причина серьезных инфекций, передающихся через пищу. Клетки разработали ряд защитных средств против внутриклеточных бактерий, рассказал профессор Бедуи.
"Быстрая смерть зараженных клеток является важной стратегией защиты от внутриклеточных бактерий". Это останавливает размножение и распространение бактерий и может привести к срабатыванию иммунной системы в месте заражения", - сказал он.
"Считается, что многие белки играют важную роль в обеспечении гибели зараженных бактериями клеток, разрушая ключевые компоненты клетки, чтобы привести к ее гибели". Однако существует неопределенность в отношении того, как именно умирают зараженные бактериями клетки, какие ключевые молекулы в них вовлечены, и что это значит для контроля над инфекцией", - сказал профессор Бедуи.
Исследователи использовали лабораторные модели, в которых отсутствуют различные комбинации белков, чтобы понять их вклад в борьбу с сальмонеллами.
"Мы исследовали роли белков, вовлеченных в три ключевых типа клеточной смерти: апоптоз, пироптоз и некроптоз", - рассказал профессор Херольд. "В то время как все эти процессы приводят к гибели клеток, каждый из них происходит по-разному на молекулярном уровне и имеет различные последствия для запуска иммунитета".
Когда только одна из трех форм гибели клеток была отключена, это лишь незначительно влияет на то, насколько эффективно контролируются сальмонеллы - это показало, что клетки не зависят от одной конкретной системы.
"Когда мы отключили две или все три формы гибели клеток, мы увидели, что сальмонеллезные инфекции не поддаются контролю, и бактерии быстро распространяются". Это наводит на мысль о том, что клетки разработали несколько "резервных" механизмов для обеспечения того, чтобы смерть клеток наступила в случае неисправности одного из путей смерти клетки. Хотя мы изучали только сальмонеллу, мы предполагаем, что наши данные могут иметь отношение к другим внутриклеточным патогенным микроорганизмам, таким как микобактерии туберкулеза", - рассказал он.
Группа также выявила неожиданные роли белков, вызывающих клеточную смерть, называемых каспазами. "До сих пор некоторые каспазы, в том числе две, известные как "каспаза 1" и "каспаза 8", имели очень четко определенные роли как ранние триггеры двух различных типов клеточной смерти. Наши результаты показали, что вопреки существующим представлениям, эти каспазы могут действовать в рамках "другого пути" и даже на более поздних критических стадиях клеточной смерти, когда клетка выводится из строя".
Это пример еще одного защитного процесса в общем механизме гибели клеток, который обеспечивает защиту от патогенных микроорганизмов, таких как сальмонелла.
Гибкость механизмов гибели клеток, может быть объяснена продолжающейся борьбой между животными и бактериями, вызывающими заболевания.
На протяжении всей эволюции обе стороны разрабатывали новую тактику в "гонке вооружений" за превосходство. Жизнь и размножение внутри клеток - а не снаружи - помогли бактериям избежать иммунного ответа, но животные отреагировали на это разработкой способов самоубийства для зараженных клеток, что, как мы выяснили, является скоординированной и гибкой системой, которая имеет несколько отказоустойчивых механизмов", - сказал один из авторов исследования, профессор Штрассер.
