Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, показало, как организм может использовать жир в качестве топлива в борьбе с инфекцией, вызываемой Salmonella.
По данным CDC, сальмонеллы вызывают примерно 1,35 миллиона инфекций каждый год только в США. Симптомы заболевания включают рвоту, боль в животе, лихорадку и могут привести к сепсису. Хотя в большинстве случаев люди выздоравливают самостоятельно в течение недели, инфекция ежегодно приводит к госпитализации около 26 500 и смерти 420 человек.
Костный мозг является родиной гемопоэтических стволовых клеток (ГСК), которые вырабатывают клетки крови, в том числе те, которые борются с инфекцией. Известно, что бактериальная инфекция стимулирует активность ГСК. В данном исследовании ученые обнаружили, что при сальмонеллезной инфекции ГСК начинают поглощать свободные жирные кислоты. Эти жирные кислоты высвобождаются жировыми клетками, или адипоцитами, которые стимулируются сигналами из костного мозга. Получив энергию от жирных кислот, ГСК могут свободно производить большое количество лейкоцитов, которые могут отправиться на борьбу с бактериальной инфекцией. Исследование также показало, что молекула под названием CD36 необходима стволовым клеткам костного мозга для поглощения свободных жирных кислот.
Авторы исследования надеются, что эта работа позволит улучшить варианты лечения людей, страдающих от бактериальных инфекций, особенно по мере того, как все больше патогенных бактерий развивают резистентность к распространенным антибиотикам. На основе этих данных может быть разработана стратегия для усиления иммунного ответа на бактериальную инфекцию.
"Наши результаты дают представление о том, как иммунная система способна реагировать на инфекцию. Борьба с инфекцией требует много энергии, а жировые запасы - это огромные запасы энергии, которые обеспечивают топливом стволовые клетки крови для усиления иммунного ответа", - сказал соавтор исследования Стюарт Рашворт из Медицинской школы Норвича Университета Восточной Англии.
"Выяснение механизма, с помощью которого работает эта топливная подпитка, дает нам новые идеи о том, как усилить борьбу организма с инфекцией в будущем", - добавил Рашворт.
Jayna J. Mistry et al. Транспорт свободных жирных кислот через CD36 управляет β-окислением-опосредованным ответом гемопоэтических стволовых клеток на инфекцию (аннотация).
Известно, что острая инфекция вызывает быструю экспансию гемопоэтических стволовых клеток (ГСК), но механизмы, поддерживающие эту экспансию, остаются невыясненными. Используя мышиные модели, мы показали, что индуцибельный CD36 необходим для поглощения свободных жирных кислот ГСК во время острой инфекции, обеспечивая метаболический переход от гликолиза к β-окислению. Механистически, высокий уровень CD36 способствует поглощению FFA, что позволяет CPT1A переносить жирные ацильные цепи из цитозоля в митохондрии. Без опосредованного CD36 поглощения FFA ГСК не могут вступить в клеточный цикл, что впоследствии повышает смертность в ответ на бактериальную инфекцию.
Эти результаты расширяют наше понимание метаболизма ГСК в микросреде костного мозга, которая поддерживает экспансию ГСК во время патогенного вызова.
