Хламидии сами создают себе вход в клетки человека

Хламидии — патогенные бактерии, которым для размножения необходимо проникнуть в клетки человека. Исследователи из Дюссельдорфского университета имени Генриха Гейне (HHU) идентифицировали бактериальный белок SemC, который секретируется в клетку и перестраивает клеточную мембрану в месте проникновения. SemC заставляет собственный белок клетки SNX9 помогать ему в этом процессе.

Результаты исследования, проведённого группой под руководством профессора Йоханнеса Хегеманна и доктора Катьи Мёллекен совместно с учёными из Парижа и Мюнхена, опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Существует два типа хламидий, инфицирующих человека: Chlamydia trachomatis и Chlamydia pneumoniae (Cpn). Первые вызывают заболевания, передающиеся половым путём, а Cpn приводят к острым инфекциям верхних и нижних дыхательных путей. Cpn также связывают с различными хроническими заболеваниями, такими как бронхит и астма, а также с раком лёгких, болезнью Альцгеймера и атеросклерозом. Большинство населения Германии будет инфицировано этими бактериями в течение жизни.

Чтобы проникнуть в клетку человека, хламидии должны сначала преодолеть её плазматическую мембрану (PM). Мембрана состоит из липидного бислоя с встроенными белками. Путём впячивания участков PM клетка может поглощать жидкость и частицы из окружающей среды внутрь — этот процесс называется эндоцитозом.

Патогены, такие как хламидии, которые также должны попасть внутрь клетки, захватывают механизм эндоцитоза для своих целей. Рабочая группа профессора Йоханнеса Хегеманна из Института функциональной микробной геномики HHU идентифицировала хламидийный белок, играющий решающую роль в проникновении Cpn в клетку человека. Белок назван SemC, и его обнаружил доктор Гидо Мурра из группы Хегеманна.

На первом этапе хламидии удаётся секретировать SemC в клетку-хозяина. Исследователи из Института Пастера в Париже смогли показать, что SemC транспортируется непосредственно бактерией внутрь клетки с помощью механизма, напоминающего «белковую иглу», который используют многие патогенные бактерии. Оказавшись внутри клетки, белок связывается с внутренней стороной PM и локально меняет её структуру. Это изменяет архитектуру мембраны, изгибая её сильнее обычного. Доктор Катья Мёллекен заявляет: «С SemC мы обнаружили первый белок инфекционного агента, способный таким образом изменять PM».

Более выраженный изгиб мембраны, вызванный SemC, затем заставляет собственный белок организма SNX9 связываться с этим участком, где он связывается как с изогнутой мембраной, так и с ожидающим там SemC, ещё больше усиливая кривизну. Белок SNX9 необходим для процессов эндоцитоза в клетках человека, так как он формирует актиновый цитоскелет во впячивании PM. Связывание SNX9 с PM, вызванное SemC, затем позволяет хламидии проникнуть в клетку снаружи через процесс эндоцитоза в изогнутой части PM и продолжить размножаться внутри клетки. «Таким образом, структура PM клетки-хозяина является важным фактором, облегчающим инфицирование клетки патогеном», — подчёркивает доктор Себастьян Хенш. А Доминик Спона добавляет: «Таким образом, бактерия, по сути, создаёт себе собственную дверь в клетку».

Исследовательская группа нашла дополнительные важные доказательства взаимодействия между SNX9 и SemC, индуцированного Cpn. Учёные из Немецкого центра нейродегенеративных заболеваний в Мюнхене создали клетки человека, в которых количество белка SNX9 было сильно снижено. Доминик Спона объясняет: «В этих клетках Cpn было гораздо труднее использовать эндоцитоз для проникновения через плазматическую мембрану и инфицирования клетки».

Открытие открывает новые возможности для лечения хламидийных инфекций и разработки целенаправленных вакцин для борьбы с бактериями на ранней стадии. Руководитель рабочей группы профессор Хегеманн говорит: «Как только точный механизм будет расшифрован, можно будет определить потенциальные точки воздействия для блокировки этого механизма, например, путём ингибирования связывания SemC с PM или с собственным белком SNX9 организма».