Хламидии — как бактерии берут контроль

Чтобы выжить в клетках человека, хламидии используют множество уловок. Исследователи из Вюрцбургского университета обнаружили, что бактериальные патогены также манипулируют энергетическими станциями клеток.

Когда Chlamydia trachomatis заражает клетку человека, она сталкивается с серьёзной проблемой: ей нужно предотвратить запуск программируемой клеточной смерти, чтобы бактерии могли размножаться и распространяться. Поскольку у патогена отсутствуют или фрагментированы многие метаболические процессы, он зависит от постоянного снабжения питательными веществами со стороны клетки-хозяина.

Учёные из Вюрцбургского университета выявили новый механизм этих процессов. Они обнаружили, как Chlamydia trachomatis влияет на митохондрии («энергостанции» клетки), предотвращая её самоуничтожение. Результаты работы опубликованы в Journal of Cell Biology.

Роль митохондрий

Исследование возглавил профессор Томас Рудель. Три года назад его команда показала, что хламидии инактивируют белок-супрессор опухолей p53 в заражённых клетках, запуская процесс восстановления повреждений ДНК, вызванных инфекцией. Блокируя p53, бактерии выигрывают время для репликации.

В новой работе микробиологи детально изучили митохондрии. «Митохондрии играют ключевую роль в энергоснабжении и программируемой клеточной смерти», — объясняет Томас Рудель. Изменения в их архитектуре и динамике тесно связаны с общими метаболическими процессами клетки.

Фокус на малых РНК

Чтобы понять влияние инфекции на митохондрии, команда Руделя изучила микроРНК (miRNA) — малые молекулы РНК, регулирующие сложные сети генов и контролирующие жизненно важные процессы в клетках.

С помощью высокопроизводительного секвенирования учёные выяснили, как инфекция влияет на экспрессию miRNA. Наиболее значимым оказалось резкое увеличение продукции микроРНК miR-30c-5p. Высокая концентрация этих молекул выгодна бактериям: «Они приводят к постоянному снижению регуляции белка-супрессора опухолей», — поясняет Рудель.

Блокирование miR-30c, в свою очередь, создаёт проблемы для хламидий, так как клетка увеличивает выработку белка Drp1, который фрагментирует митохондрии при стрессе. Рост его концентрации повышает скорость стресс-индуцированного деления митохондрий и шансы клетки на выживание. Это происходит потому, что фрагментированные митохондрии поставляют меньше энергии, «голодая» патогены и значительно подавляя рост хламидий.

Хламидии: изобретательные захватчики

Бактерии Chlamydia trachomatis вызывают ряд серьёзных заболеваний у человека. Хламидийные инфекции — самые распространённые заболевания, передающиеся половым путём, в мире. По оценкам, до 10% населения мира в зависимости от возрастной группы инфицированы.

Без лечения инфекция у женщин может привести к непроходимости маточных труб, внематочной беременности или бесплодию. Новые данные свидетельствуют, что хламидийные инфекции способствуют развитию рака яичников. Мужчины после инфекции также могут стать бесплодными.

Ещё одно последствие инфекции, распространённое в тропических странах, — поражение глаз, которое может привести к слепоте. По оценкам, около 150 миллионов человек страдают от этого заболевания. Другие штаммы могут вызывать пневмонию и, как предполагается, способствовать развитию атеросклероза и болезни Альцгеймера.