Как митохондрии наносят мощный удар по опасным бактериям

Исследователи из Michigan Medicine выяснили, как иммунные клетки используют митохондрии для уничтожения устойчивых бактерий, таких как метициллин-резистентный Staphylococcus aureus (MRSA). Работа опубликована в журнале Cell Host & Microbe.

Двойной удар иммунной системы

Обычно иммунные клетки-макрофаги уничтожают поглощенные бактерии внутри фагосомы с помощью реактивных форм кислорода (ROS), используя хорошо известный механизм "выброса" окислителей. Однако многие патогены, включая сальмонеллу и MRSA, научились избегать этой атаки.

Исследовательская группа под руководством Мэри О’Риордан обнаружила резервную систему, в которой ключевую роль играют митохондрии.

Неожиданная роль митохондрий

"Мы обнаружили, что макрофаги чувствуют вторжение MRSA и активируют механизмы, увеличивающие выработку ROS митохондриями", — говорит соавтор исследования Базель Абуаита.

ROS — естественный побочный продукт производства энергии митохондриями. При стрессе, таком как вторжение патогена, химические сигналы от эндоплазматического ретикулума (клеточного "почтового отделения") заставляют митохондрии увеличивать производство ROS.

Механизм целевой доставки

Главный вопрос заключался в том, как митохондрии доставляют свои ROS к фагосоме, не повреждая собственную клетку.

Исследования показали, что доставка происходит через крошечные митохондриальные везикулы — недавно открытый способ коммуникации митохондрий с другими частями клетки.

Используя флуоресцентные метки и микроскопию в реальном времени, ученые наблюдали этот процесс:

• Митохондрии в зараженной клетке начинали светиться (признак ROS).
• После поглощения MRSA макрофагом возникала светящаяся "горячая точка" — момент доставки ROS в фагосому.

Эволюционная необходимость избыточности

Наличие двух разных методов применения ROS — это эволюционная стратегия иммунной системы.

"Иммунная система полна избыточностей. Так и должно быть, потому что каждый известный патоген эволюционировал, чтобы избегать иммунной системы", — объясняет О’Риордан.

Это открытие подчеркивает сложность и разнообразие защитных механизмов организма в постоянной борьбе с инфекциями.