Клетки защищаются от инфекции, удаляя холестерин с поверхности
Клетки слизистых оболочек — одних из самых уязвимых входных ворот для бактериальной инфекции — усиливают свою защиту, реорганизуя холестерин на своей поверхности при обнаружении иммунной системой угрозы. Исследование, проведенное учеными из UT Southwestern (UTSW), опубликовано в Nature Microbiology. Результаты могут предложить новые стратегии борьбы с инфекциями без использования антибиотиков.
Хотя известно, что слизистые оболочки кишечника, легких и других органов играют ключевую роль в защите от системной инфекции, механизмы усиления их защитных свойств оставались неясными. Ученые UTSW Нил М. Альто и Арун Радхакришнан предположили, что иммунные клетки, такие как макрофаги, находящиеся рядом с эпителием, могут выделять молекулу для усиления его защиты.
В эксперименте эпителиальные клетки, выращенные в чашке Петри с активированными макрофагами, показали значительно более высокую устойчивость к заражению Listeria monocytogenes (возбудитель листериоза), чем клетки без макрофагов.
Анализ активности генов в макрофагах выявил значительное усиление работы гена холестерин-25-гидроксилазы (CH25H) при встрече с бактерией. Малую молекулу, производимую этим геном, определили как ключевую для предотвращения инфицирования эпителия.
Ген CH25H, открытый в UTSW 25 лет назад, участвует в метаболизме холестерина. Он преобразует холестерин (не смешивающийся с водой) в 25-гидроксихолестерин (25HC), который обладает ограниченной смешиваемостью с водой. 25HC регулирует уровень холестерина в клетке, подавляя гены его синтеза и активируя фермент для его хранения.
Удивительно, но обработка эпителиальных клеток 25HC не изменила общий уровень холестерина в них. Однако с помощью сенсорных молекул ученые обнаружили, что 25HC истощает доступный холестерин на поверхности клетки, перемещая его внутрь.
«В течение часа после обработки доступная форма холестерина была сильно истощена на поверхности клетки. К четырем часам она полностью исчезла», — говорит Радхакришнан.
Это истощение было необходимо для защиты клеток от L. monocytogenes. Когда ученые с помощью фермента снова сделали холестерин на поверхности клетки доступным, клетки вновь стали восприимчивы к инфекции.
Защитный механизм сработал и против Shigella flexneri (возбудитель шигеллеза), что указывает на его широкую антимикробную природу.
Ученые планируют дальнейшее изучение механизма этого явления, чтобы найти потенциальные мишени для фармацевтического воздействия. Также они проверят, действует ли эта защита и против вирусных инфекций.
«Более глубокое изучение этого процесса может дать новые возможности для потенциального управления метаболизмом холестерина как способа усиления иммунитета к патогенам», — отмечает Альто.