Паразитические осы используют кальциевый насос для блокировки иммунитета плодовых мушек

Паразитические осы отключают иммунную систему плодовых мушек, истощая запасы кальция в клетках их крови. Это открытие даёт новое представление о том, как патогены преодолевают защитные системы хозяина.

Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), показывает, как особиный вариант консервативного белка SERCA, который в норме функционирует как насос, перекачивающий кальций из цитоплазмы клетки в эндоплазматический ретикулум, может блокировать клеточный иммунный ответ хозяина.

• Модельная система: Плодовые мушки (Drosophila) и паразитирующие на них крошечные осы (например, Ganaspis sp.1) демонстрируют сложную совместную эволюцию стратегий атаки и защиты. Оса откладывает яйцо в полость тела личинки мухи вместе с ядом, подавляющим клеточный иммунитет. Если иммунный ответ мухи не срабатывает, из яйца вылупляется личинка осы и начинает пожирать хозяина изнутри.
• Состав яда: Протеомный анализ ядовитой железы осы Ganaspis sp.1 выявил коктейль из 170 различных белков. Наиболее заметным компонентом оказался белок кальциевого насоса SERCA.
• Механизм действия: Эксперименты на трансгенных мушках, клетки которых флуоресцируют в присутствии кальция, показали, что:
  1. Клетки крови мухи (гемоциты) в ответ на инфекцию высвобождают всплеск кальция в цитоплазму, что активирует их для атаки на яйцо осы.
  2. Генетическое увеличение или снижение уровня кальция в гемоцитах делает мух более устойчивыми или, наоборот, уязвимыми к паразитической инфекции.
  3. Яд осы предотвращает этот кальциевый всплеск, по сути, «выкачивая» кальций из клеток крови мухи и делая их неспособными реагировать на инфекцию.
• Точность воздействия: Яд специфически нацелен на клетки крови мухи и не влияет на другие её клетки.
• Неразрешённый вопрос: Неизвестно, как гидрофобный белок SERCA, обычно находящийся в липидной мембране, перемещается из клетки ядовитой железы осы и попадает в клетку крови мухи. Исследователи выдвигают гипотезу, что в этом могут быть задействованы вирусоподобные частицы, присутствующие в яде осы и используемые в качестве средства доставки.
• Значение: Поскольку сигнальные пути иммунитета плодовой мушки имеют гомологи у человека, изучение этой «гонки вооружений» на молекулярном уровне служит мощной моделью для раскрытия новых секретов иммунитета, применимых к здоровью человека. Это также может помочь в изучении иммунитета комаров и других насекомых-переносчиков болезней (например, малярии).