Враг внутри: как патогены распространяются в организме незаметно

Некоторые патогены прячутся внутри человеческих клеток, чтобы повысить свою выживаемость. Исследователи из Базельского университета обнаружили уникальную тактику, которую используют определённые бактерии для распространения в организме, не будучи обнаруженными иммунной системой. В своём исследовании они раскрывают ключевую роль бактериальной наномашины в этом процессе заражения.

Внутриклеточная среда служит укрытием для различных патогенов. Обитая внутри клетки, бактерии могут избегать иммунного ответа и распространяться в организме. Среди таких захватчиков — бактерии Burkholderia, включая вид B. pseudomallei. Этот патоген известен как возбудитель мелиоидоза, серьёзного инфекционного заболевания, распространённого в тропических регионах. Из-за высокой смертности и устойчивости патогена ко многим антибиотикам B. pseudomallei считается потенциальным агентом биологической угрозы.

В менее опасном родственнике B. thailandensis команда профессора Марека Баслера из Биоцентра Базельского университета раскрыла хитрую тактику, которую патоген использует для распространения в тканях. «Бактерии оснащены наноразмерным копьемётным оружием, так называемой системой секреции VI типа, или T6SS», — говорит Баслер.

«Burkholderia использует эту T6SS, чтобы перемещаться из одной клетки в другую, не будучи распознанной иммунной системой». Эти выводы, недавно опубликованные в журнале Cell Host & Microbe, меняют текущее представление о роли T6SS у Burkholderia.

Уникальная стратегия незаметного распространения

Из предыдущих исследований уже известно, что эти внутриклеточные патогены полагаются на необычную стратегию распространения: после проникновения в клетку они используют клеточные компоненты, такие как актин, чтобы переместиться к клеточной мембране и сформировать выступы в соседнюю клетку. Используя своё T6SS-«оружие», бактерии также могут сливать две клетки, что позволяет им распространяться.

Изучая роль T6SS более подробно, исследователи обнаружили ранее неизвестную и уникальную стратегию побега этих бактерий. «Мы были удивлены, обнаружив, что Burkholderia может распространяться не только путём индукции слияния клеток, но и путём прямого перемещения из клетки в клетку», — объясняет первый автор доктор Миро Плам.

Отделение выступа от клеточной мембраны приводит к образованию вакуоли внутри соседней клетки. Патоген внутри этой вакуоли затем высвобождается, используя свою T6SS для разрушения окружающей клеточной мембраны.

Удивительно, но распространение таким способом также позволяет бактериям заражать новые клетки, не вызывая тревоги у иммунной системы. «В норме инфицированные клетки обнаруживают захватчиков, распознавая повреждённые клеточные мембраны, и инициируют иммунные ответы для уничтожения патогена, — подчёркивает Плам. — Однако клетки не обнаруживают мембраны, разрушенные T6SS». Таким образом, патоген остаётся незамеченным и может заражать новые клетки.

Изучение тактик выживания внутриклеточных патогенов

Оснащённые наномашиной T6SS, бактерии Burkholderia могут использовать двойную стратегию: слияние клеток и прямое перемещение из одной клетки в другую.

«Наши результаты углубляют понимание инфекций, вызываемых Burkholderia, в частности её стратегий распространения и уклонения от иммунитета», — заключает Баслер. Исследователи теперь хотят изучить механизмы, которые специфически запускают сборку T6SS у бактерий внутри выступов, чтобы получить более глубокое представление о тактиках выживания этого внутриклеточного патогена.