Хлорный отбеливатель — главный ингредиент токсичного коктейля, убивающего бактерии

Исследовательская группа под руководством профессора Ларса Лайхерта, профессора Констанце Винкльхофер из Рурского университета в Бохуме и профессора Андреаса Мейера из Боннского университета впервые наблюдала под микроскопом, как иммунные клетки уничтожают бактерии с помощью токсичного коктейля, содержащего хлорный отбеливатель. Отчёт опубликован в журнале eLife.

Как нейтрофилы атакуют бактерии

Нейтрофильные гранулоциты — самые распространённые белые кровяные тельца — первыми атакуют бактерии, попадающие в кровоток, путём фагоцитоза (поглощения). Внутри клетки они обрушивают на бактерию коктейль реактивных форм кислорода, включая перекись водорода (H2O2) и хлорный отбеливатель (гипохлорит, HOCl). Эти вещества разрушают молекулы бактерии путём окисления.

Наблюдение в реальном времени с помощью новых флуоресцентных белков

Для детального изучения процесса команда использовала недавно разработанные флуоресцентные белки roGFP. Они содержат пару аминокислот, чувствительную к химическому окислению:

  • При синем свете они светятся зелёным всегда.
  • Если пара окислена, они также светятся под фиолетовым светом.

Исследователи создали бактерии Escherichia coli с искусственными генами, кодирующими roGFP. Под супер-разрешающим микроскопом они наблюдали, как иммунные клетки поглощают эти бактерии. Внутри поглощённых бактерий roGFP окислились в течение секунд и начали светиться под фиолетовым светом.

Ключевая роль хлорного отбеливателя и специфических ферментов

На основании скорости и специфичности окисления roGFP учёные сделали вывод: ключевую роль в уничтожении бактерий играет хлорный отбеливатель (HOCl).

Эксперименты с клетками, лишёнными определённых ферментов, показали:

  1. Клетки без активного фермента NOX2 не могли окислить и уничтожить бактерии. Этот же фермент отсутствует у пациентов с определённым генетическим заболеванием.
  2. В иммунных клетках с заблокированной Миелопероксидазой (ферментом, необходимым для генерации HOCl) окисление было значительно слабее.