Различные кодируемые патогенами факторы вирулентности отключают апоптоз, пироптоз или некроптоз - программы гибели клеток-хозяев, которые удаляют инфицированные клетки.
В кишечнике экструзия инфицированных клеток в просвет для элиминации обеспечивает дополнительный уровень защиты организма, но механизмы вирулентности, нацеленные на необходимые изменения цитоскелета, неизвестны. В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, ученые Орегонского университета здравоохранения и науки (США) обнаружили, что опасный штамм кишечной палочки, известный тем, что вызывает кровавую диарею, может блокировать эту защиту кишечника, позволяя бактериям легче распространяться.
Бактерии вводят в клетки кишечника специальный белок NleL, который расщепляет ключевые ферменты, известные как ROCK1 и ROCK2, необходимые для выведения инфицированных клеток. Без этого процесса инфицированные клетки не могут быстро покинуть кишечник, что облегчает распространение бактерий. Обычно, когда патогенные бактерии проникают в кишечник, организм быстро дает им отпор и первой линией защиты является слизистая оболочка кишечника, состоящая из плотно упакованных клеток, которые поглощают питательные вещества и препятствуют попаданию бактерий в кровоток. Если одна из этих клеток становиться инфицированной, она жертвует собой, выталкиваясь из слизистой оболочки кишечника в кишечник, что помогает предотвратить распространение бактерий. "Это исследование показывает, что патогенные бактерии могут препятствовать вытеснению (экструзии) инфицированных клеток", - поясняет старший автор исследования Изабелла Раух. "Это совершенно иная стратегия, чем та, что мы видели раньше. E.coli фактически перекрывает пути экструзии клеток".
Раух посвятила свою карьеру изучению того, как барьерные ткани, такие как слизистая оболочка кишечника, взаимодействуют с микробами и защищают организм, не вызывая постоянного воспаления. Ее работа особенно актуальна как при инфекционных заболеваниях, так и при хронических состояниях, таких как воспалительные заболевания кишечника (ВЗК). "Теперь мы знаем, что слизистая оболочка кишечника - это не просто пассивная стенка", - сказала она. "Эти клетки действительно способны выявлять инфекцию на ранней стадии и реагировать на нее еще до того, как включится иммунная система".
Исследователи на моделях тканей кишечника выяснили как работает NleL и продемонстрировали действие белка в реальных клетках. "Мы смогли показать, что когда бактерии переносят этот белок, они гораздо лучше инфицируют кишечник", - рассказала Раух. "Они предотвращают быстрое удаление инфицированных клеток, что дает им больше времени для размножения и инфицирования большего количества клеток". Это открытие может проложить путь к новым методам лечения, которые будут нацелены на факторы вирулентности бактерий. "Поняв, как бактерии обходят защитные силы нашего организма, ученые смогут разработать антимикробные препараты отличные от антибиотиков", - говорит Раух. "Это действительно важно, особенно учитывая, что устойчивость к антибиотикам продолжает расти".
Полученные данные также имеют значение для глобального здравоохранения. "Эти виды бактерий уже представляют серьезную проблему в местах с плохой санитарией", - сказала Раух. "Но с потеплением климата и сокращением контроля за безопасностью пищевых продуктов они становятся все более серьезной угрозой и в развитых странах". Помимо инфекционных заболеваний, это открытие может также пролить свет на расстройства кишечника, такие как ВЗК, при которых слизистая оболочка кишечника слишком часто теряет слишком много клеток. "Процесс экструзии клеток происходит в здоровом кишечнике постоянно на низком уровне", - поясняет Раух. "Но при ВЗК он усиливается и мы не до конца понимаем почему. Аналогичным образом мы наблюдаем это и при раке желудочно-кишечного тракта. Это исследование дает нам больше информации о динамической регуляции эпителиального барьера кишечника".
