Иммунные клетки сообщают о сбежавших бактериях с помощью самоубийства

Иммунные клетки макрофаги защищают нас от болезней, поглощая вредоносные бактерии и постепенно переваривая их в специальных мембранных пузырьках-вакуолях. Однако некоторым бактериям удаётся вырваться из гибельного заточения: они разрывают стенку вакуоли и попадают в цитоплазму макрофага. Здесь они находят много питательных веществ и могут даже весьма эффективно размножаться, готовясь к заражению других клеток.

Но у макрофагов, как оказалось, есть что противопоставить вырвавшимся на свободу бактериям. Исследователи из Университета Северной Каролины (США) нашли в иммунных клетках нечто вроде охранной сигнализации. Учёные использовали мутантные формы бактерий Salmonella typhimurium и Legionella pneumophila, которые обычно не выходят из пищеварительных вакуолей, но могут приобрести эту способность под действием мутации. В ход также были пущены бактерии рода Burkholderia, для которых побег из вакуолярной «камеры смертников» — обычное дело.

Макрофаг, поедающий бактерии (фото Dr. David Phillips).

Во всех случаях побег бактерии сопровождался активацией каспазы-11, фермента, который запускал особую форму программируемой клеточной смерти под названием пироптоз. Пироптоз макрофагов инициирует воспаление; иными словами, клетки не погибают тихо сами по себе, а устраивают взрыв, который могут «увидеть» другие иммунные клетки. Так или иначе, бактерии, захватившие макрофаг, без внимания иммунитета не останутся.

Свои результаты исследователи подтвердили экспериментами на мышах и опубликовали в Science. Про связь пироптоза, стимулирующего воспаление, с некоторыми видами бактерий известно довольно давно, и каспаза-11 не единственный фермент, который принимает участие в этой реакции. Однако никто не знал, как именно иммунные клетки реагируют на проникновение в них патогенных бактерий, так что каспаза-11 была впервые описана как белок внутренней безопасности макрофагов.

Обычно всё, что касается иммунитета, имеет самое непосредственное отношение к медицине, поэтому теперь осталось придумать, можно ли как-то управлять активностью этой внутриклеточной сигнализации, чтобы ограничивать распространение инфекции.

Подготовлено по материалам Университета Северной Каролины.