Gatekeepers: Исследование показывает, как микробы проникают через плотные пространства между клетками
В организме на одну человеческую клетку приходится десять микробных. Согласно догмам микробиологии, существует плотный барьер, защищающий внутреннюю среду тела от внешних захватчиков, таких как бактерии. Патогенные бактерии могут нарушить этот барьер, вызывая инфекцию. Джеффри Вайзер (Jeffrey Weiser), доктор медицины, и Томас Кларк (Thomas Clarke), доктор философии, задались вопросом, как микробы изначально проникают в организм-хозяин и циркулируют в нём.
В исследовании, опубликованном в Cell Host & Microbe, учёные обнаружили, что микробы открывают и проходят через начальный клеточный барьер — эпителиальные клетки, выстилающие дыхательные пути — запрограммированным и эффективным способом. Они предполагают, что это может быть нормальным физиологическим событием, и эпителиальная выстилка может быть не так эффективна в защите от микробов, как считалось ранее. Микробы, выживающие после прохождения этого барьера, часто являются патогенными, например, Streptococcus pneumoniae и Haemophilus influenzae.
Механизм проникновения
Используя микрочипы и ПЦР-анализ реакции эпителиальных клеток на вторжение бактерий, исследователи обнаружили снижение экспрессии генов клаудинов. Эти гены кодируют белки, ключевые для поддержания плотности контактов между эпителиальными клетками.
Все животные распознают молекулы в клеточных стенках микробов. Оказалось, что именно обнаружение этих микробных молекул Toll-подобными рецепторами хозяина заставляет белки, отвечающие за плотность барьера, "ослаблять бдительность".
В клеточной модели подавлению клаудинов предшествовала повышенная экспрессия белка SNAIL1, который их подавляет. Более того, ингибирование экспрессии клаудинов в клеточном анализе или стимуляция Toll-подобных рецепторов в модели на животных ослабляло контакты между клетками и способствовало перемещению бактерий через эпителий.
Вывод
«Это исследование даёт понимание того, как микробы получают доступ к своему хозяину, чтобы влиять на его физиологию», — заключает Вайзер. Полученные данные подтверждают общий механизм открытия эпителия, который используют инвазивные патогены для проникновения в ткани и начала заболевания.