Исследователи определили ключевой этап заражения бактерией Shigella
Исследователи из Отделения инфекционных заболеваний Массачусетской больницы общего профиля (MGH) изучили механизм, с помощью которого несколько важных патогенных видов бактерий доставляют белки в клетки заражаемых организмов. В статье, опубликованной онлайн в Nature Microbiology, команда описала ключевой этап того, как возбудитель диареи Shigella вводит белки в клетки-мишени. Их выводы могут быть применимы и к другим бактериям, включая Salmonella и возбудителей брюшного тифа, бубонной чумы и многих внутрибольничных пневмоний.
«Многие бактериальные патогены устанавливают инфекцию, доставляя эффекторные белки — ответственные за многие последствия заражения — в клетки. Таким образом, доставка эффекторных белков является важным медиатором воздействия инфекции на человеческие ткани», — говорит Марсия Голдберг, старший автор исследования.
Основной механизм, используемый большой группой бактерий, — это специализированный аппарат, известный как система секреции 3-го типа (T3SS). Патогены, находящиеся вне клетки, сначала создают пору в клеточной мембране, а затем доставляют через неё эффекторные белки. «Наши данные показывают, что для успеха этого процесса требуется взаимодействие одного из белков поры с другим белком внутри клетки».
T3SS, также называемые инъектисомами, состоят из основания внутри патогена и иглоподобной структуры, которая обнаруживает контакт с клеткой-мишенью. При контакте с человеческими клетками T3SS секретируют два белка, которые формируют пору в мембране клетки-мишени. После формирования поры T3SS стыкуется с ней для доставки бактериальных белков внутрь клетки. Точный механизм стыковки не был ясен.
В серии клеточных экспериментов команда MGH определила, что для заражения Shigella необходимо присутствие в клетках-хозяевах белков цитоскелета — промежуточных филаментов, в данном случае белка виментина. Они показали, что виментин необходим для эффективной доставки эффекторных белков через T3SS и что он напрямую взаимодействует с IpaC — одним из белков, образующих поры в мембране клетки-хозяина.
Виментин не участвует в формировании пор, но необходим для эффективной стыковки T3SS Shigella с порами в мембране клетки-хозяина. Именно эта стыковка индуцирует секрецию эффекторных белков в клетку.
Эксперименты с Salmonella и Yersinia (семейства, включающие возбудителей брюшного тифа и чумы) подтвердили, что промежуточные филаменты также необходимы для работы их T3SS. Это позволяет предположить, что аналогичные механизмы могут действовать у всех патогенов, использующих T3SS.
«Мы знаем, что системы секреции 3-го типа критически важны для вирулентности бактериальных патогенов, и их инактивация делает эти патогены невирулентными», — говорит Брайан Руссо, ведущий автор исследования. «Фундаментальное понимание того, как функционирует T3SS, может привести к открытию новых методов лечения этих очень важных инфекционных заболеваний».