Бактерия, вызывающая легионеллёз, использует метаболизм клетки-хозяина в своих интересах

Учёные показали, что бактериальный патоген Legionella pneumophila разработал специфическую стратегию для воздействия на митохондрии клетки-хозяина — органеллы, отвечающие за клеточную биоэнергетику. Исследование раскрывает, как патоген манипулирует клеточным метаболизмом для внутриклеточного размножения, и предлагает новую концепцию защиты клеток-хозяев от вызванных Legionella изменений в митохондриях для борьбы с инфекцией.

L. pneumophila — бактериальный патоген, вызывающий легионеллёз (болезнь легионеров) — острую лёгочную инфекцию, часто смертельную при несвоевременном лечении. Во Франции ежегодно регистрируется от 1200 до 1500 случаев с летальностью от 5 до 15%.

Исследователи из Института Пастера, CNRS и Inserm в сотрудничестве с командой из Швейцарии обнаружили ранее неизвестный механизм:

1. L. pneumophila устанавливает высокодинамичные контакты с митохондриями клетки-хозяина.
2. Бактерия секретирует фермент MitF, который изменяет форму митохондрий, вызывая их фрагментацию, зависимую от белка DNM1L.
3. Эта фрагментация, не связанная с гибелью клетки, нарушает митохондриальное дыхание.
4. В то же время клеточный гликолиз усиливается.

В результате вызванные бактерией изменения в динамике митохондрий способствуют появлению в инфицированной клетке фенотипа, подобного эффекту Варбурга (характерного для раковых клеток), что благоприятствует репликации бактерий. Таким образом, перестройка клеточной биоэнергетики для создания благоприятной ниши для размножения в клетках-хозяевах является ключевой вирулентной стратегией L. pneumophila.

Исследователи предположили, что защита клеток-хозяев от вызванных легионеллой изменений митохондрий может помочь в борьбе с инфекцией. Эксперименты подтвердили: предварительная обработка человеческих клеток соединением, ингибирующим изменения морфологии митохондрий, защищает клетку-хозяина от изменений, вызванных Legionella, и ограничивает бактериальную инфекцию.

Кармен Бухризер, руководитель исследовательского подразделения биологии внутриклеточных бактерий в Институте Пастера и исследователь CNRS, отмечает: «Наши результаты демонстрируют ключевую стратегию, которую использует L. pneumophila для внутриклеточной репликации. Воздействуя на митохондрии, бактерия обеспечивает восприимчивость клетки-хозяина к своему размножению».

Эта работа предлагает новую концепцию лечения инфекций путём ингибирования вызванных патогеном метаболических изменений в клетке-хозяине.