Эти клетки, которые не являются частью иммунной системы, высвобождают белок, похожий на детергент, который растворяет куски внутренних мембран бактерий , убивая инфильтраторов, сообщают исследователи в издании Science.
«Профессиональные» игроки иммунной системы, такие как антитела или лейкоциты, привлекают много внимания, но «все клетки наделены некоторой способностью бороться с инфекциями», - говорит иммунолог Джон Макмикинг, исследователь Медицинского института Говарда Хьюза при Йельском университете. По его словам, у людей эти обычные клеточные защитные механизмы часто игнорируются, хотя они являются частью «древней и изначальной системы защиты» и могут использоваться при разработке методов лечения новых инфекций.
Часто неиммунные клетки полагаются на предупреждение своих профессиональных коллег для борьбы с инфекциями. Обнаружив посторонних, специализированные иммунные клетки выдают сигнал тревоги, называемый гамма-интерфероном. Этот сигнал побуждает к действию другие клетки, в том числе эпителиальные клетки, выстилающие горло и кишечник и часто являющиеся мишенями патогенов.
МакМикинг и его коллеги искали молекулярную основу этого действия, заражая лабораторные версии эпителиальных клеток человека бактериями сальмонеллы, которые могут использовать богатую питательными веществами внутреннюю часть клеток. Затем команда провела скрининг более 19 000 генов человека в поисках тех, которые обеспечивали некоторую защиту от инфекции.
Выделился один ген, который содержит код для белка под названием APOL3. Когда этот ген был отключен, эпителиальные клетки умирали от инфекции сальмонеллы, даже когда ее предупреждали гамма-интерфероном. Изучив молекулы APOL3, действующие внутри клеток-хозяев, с помощью мощной микроскопии, исследователи обнаружили, что белок проникает в бактерии и каким-то образом убивает их.
Сальмонеллы - выносливые микробы, защищенные внешней и внутренней мембранами, характерными для многих различных форм бактерий. Этот двойной слой затрудняет уничтожение этих бактерий, но дальнейшие исследования показали, как APOL3 и другая молекула, GBP1, работают вместе, чтобы сделать это. GBP1 каким-то образом ослабляет внешнюю мембрану бактерий, открывая двери для APOL3, чтобы доставить свою гибель путем растворения к внутренней липидной мембране. APOL3 имеет как водолюбивые, так и липидолюбивые части, позволяя ему связываться с внутренней мембраной и растворять ее во внутриклеточной жидкости, как мыло, смывающее жир.
«Мы были немного удивлены, обнаружив активность, подобную детергенту, внутри человеческих клеток», - говорит МакМикинг, учитывая, что такая молекула может растворять и мембраны хозяина. Но исследователи обнаружили, что APOL3 специально нацелен на липиды, обнаруженные в бактериях, и его активность блокируется холестерином, обычным компонентом клеточных мембран млекопитающих, не затрагивая ткани человека.
«Все в этих выводах просто супер, - говорит Джессика Бринкворт, эволюционный иммунолог из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн, которая не принимала участия в исследовании. По ее словам, многие инфекции начинаются в этих эпителиальных клетках, и понимание того, как они сопротивляются, имеет решающее значение для разработки будущих методов лечения.
«Действительно интересным открытием стало то, как APOL3 может различать бактериальные мембраны и мембраны хозяина», - говорит она. Эта эволюция нашла такой элегантный способ управления этим мощным инструментом, «это прекрасно».
