Бактерии могут «перехитрить» запрограммированную гибель клеток

Некоторые бактерии могут обходить защитный механизм иммунной системы — так называемую запрограммированную гибель клеток (апоптоз), ингибируя эффекторные молекулы смерти компонентами своей внешней мембраны. Бактерии Shigella, вызывающие диарею, используют липополисахариды (LPS) на своей поверхности для блокировки эффекторных каспаз. Липополисахариды являются компонентом внешней мембраны бактерий. Эта стратегия позволяет бактериям размножаться внутри клетки. К такому выводу пришло исследование молекулярного иммунолога профессора Хамида Кашкара и его команды из Института медицинской микробиологии и иммунологии в кластере передовых исследований CECAD при Кёльнском университете. Статья "Cytosolic Gram-negative bacteria prevent apoptosis by inhibition of effector caspases through LPS" (Günther et al.) опубликована в текущем выпуске журнала Nature Microbiology.

Бактериальные патогены могут ускользать от иммунной системы, оставаясь и размножаясь внутри клеток организма (внутриклеточно). Внутриклеточное размножение патогенов впоследствии приводит к разрушению клетки и высвобождению микроорганизмов, которые заражают соседние клетки, распространяются и вызывают повреждение тканей и инфекционное заболевание. Однако у организма есть ответ на эту бактериальную стратегию: запрограммированная гибель клеток (апоптоз) реагирует на клеточные стрессовые ситуации во время инфекций и вызывает быстрое самоуничтожение заражённых клеток.

Благодаря этой быстрой программе самоуничтожения клеток организма патогены не могут размножаться — иммунная система успешно их устраняет. Учёные ранее наблюдали, что патогены могут эффективно блокировать апоптоз, что позволяет им размножаться и распространяться внутриклеточно. Однако молекулярный механизм, ответственный за то, как эти бактерии «перехитрили» иммунную систему, в значительной степени оставался неизвестным.

Лаборатория Кашкара показала, что патоген, вызывающий шигеллёз (Shigella), типичную причину острой воспалительной диареи, блокирует апоптоз, эффективно ингибируя определённые ферменты — так называемые каспазы, которые действуют как двигатели, запускающие апоптоз.

Биологи показали, что липополисахариды связывают и блокируют каспазу. Бактерии без полного LPS, напротив, запускают апоптоз, что блокирует их внутриклеточное размножение. Они успешно устраняются иммунной системой и, таким образом, больше не способны вызывать инфекционные заболевания. Таким образом, работа лаборатории Кашкара расшифровала важную бактериальную стратегию предотвращения быстрой гибели клетки-хозяина и создания ниши для распространения.