Белок бактерии нарушает важные клеточные процессы

Поврежденные участки кожи являются идеальной нишей для концентрации Pseudomonas aeruginosa — бактерии, которая нарушает процесс заживления тканей и создает благоприятные условия для инфекций. Из-за устойчивости к большинству доступных антибиотиков эта бактерия находится в категории «Приоритет 1 / КРИТИЧЕСКИЙ» глобального списка приоритетных патогенов Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ).

Профессор Винфрид Рёмер и его исследовательская группа из Фрайбургского университета обнаружили новую функцию лектина LecB Pseudomonas aeruginosa: LecB может блокировать клеточный цикл, в результате чего клетки-хозяева перестают делиться и в конечном итоге погибают. Заживление ран значительно замедляется или полностью останавливается. Результаты исследования опубликованы в онлайн-журнале Life Science Alliance.

LecB Pseudomonas aeruginosa — это фактор вирулентности бактерии, который нарушает сигнализацию рецепторов факторов роста (белков на поверхности клеток-хозяев, передающих сигналы для роста и размножения тканей). В результате клеточный цикл блокируется.

Лектины — это белки, которые связываются с сахарными остатками на поверхностных рецепторах и не обладают каталитической активностью. Многие бактерии используют лектины для эффективного связывания с эпителием и эндотелием, что облегчает колонизацию ткани. Исследователи обнаружили, что бактериальный лектин LecB присутствует в хронически инфицированных ранах человека, что позволяет Pseudomonas aeruginosa сохраняться в этих ранах.

Также было установлено, что LecB способен вызывать интернализацию (поглощение внутрь клетки) и деградацию рецепторов факторов роста в кератиноцитах — клетках эпидермиса. В норме связывание факторов роста с рецепторами активирует нижестоящие сигнальные пути, ускоряющие рост ткани. «Мы были удивлены, что LecB не способствует активации сигнальных путей факторов роста, а вызывает эту "тихую" интернализацию рецепторов без активации», — говорит Алессия Ланди, первый автор статьи.

Ученые также продемонстрировали, что LecB блокирует клеточный цикл и вызывает гибель клеток. Этому процессу предшествует интенсивная вакуолизация — образование нескольких крупных замкнутых мешочков (вакуолей) внутри клетки-хозяина. Эти вакуоли с уникальными морфологическими характеристиками формируются из структур плазматических мембран, в которых концентрируется LecB. «Хотя лектины не обладают каталитической активностью, LecB, по-видимому, вмешивается в важные процессы клетки-хозяина, такие как клеточный цикл, способом, который мы пока не понимаем», — говорит Рёмер. — «Вероятно, это происходит через реструктуризацию клеточной мембраны, запускаемую LecB».

Открытие новой функции лектина LecB Pseudomonas aeruginosa мотивирует команду на дальнейшие исследования. По словам Рёмера, возможно, LecB выполняет эту функцию по усилению повреждения тканей и облегчению распространения бактерий и в других типах клеток, включая иммунные. Поэтому будущие исследования будут сосредоточены на влиянии LecB на иммунные ответы при хронических раневых инфекциях.