'Бессмертные' планарии могут стать оружием против бактерий

Изучая небольших водных плоских червей — планарий, учёные обнаружили у человека новый механизм защиты от бактерий, таких как возбудитель туберкулёза или Staphylococcus aureus. Это открытие было сделано исследователями из «Unité de Recherche sur les Maladies Infectieuses et Tropicales Emergentes» (CNRS/IRD/Inserm/Aix-Marseille Université) в сотрудничестве с «Centre Méditerranéen de Médecine Moléculaire» (Inserm/Université Nice Sophia Antipolis) и другими национальными и международными группами. Их работа, опубликованная в журнале Cell Host & Microbe 10 сентября 2014 года, подчёркивает важность изучения альтернативных модельных организмов и открывает путь к новым методам лечения бактериальных инфекций.

Новый иммунный механизм из необычной модели

Учёные из команды «Infection, Genre et Grossesse» (I2G) под руководством Эрика Гизо решили работать с планарией Dugesia japonica, поскольку открытия с использованием классических иммунологических моделей (таких как плодовая мушка Drosophila melanogaster или нематода Caenorhabditis elegans) становились реже. Ранее этот червь был известен в основном своими экстраординарными способностями к регенерации, которые делают его потенциально бессмертным (он не может умереть от старости). Исследовательская команда также обнаружила, что планария способна противостоять высокопатогенным или даже смертельным для человека бактериям.

От планарии к человеку

Чтобы понять причину такой эффективной иммунной защиты, учёные изучили гены, экспрессируемые планарией после заражения бактериями, патогенными для человека, такими как Mycobacterium tuberculosis, S. aureus и возбудитель болезни легионеров (Legionella pneumophila). В результате было идентифицировано 18 генов, делающих червя устойчивым к этим патогенам.

Особое внимание исследователи уделили одному из этих генов — MORN2, который присутствует в геноме человека и оказался необходимым для уничтожения всех протестированных бактерий. Команда сверхэкспрессировала этот ген в человеческих макрофагах — белых кровяных тельцах, ответственных за уничтожение патогенов путём их переваривания (процесс фагоцитоза). Стимулированные таким образом макрофаги стали способны эффективно устранять бактерии S. aureus, L. pneumophila и M. tuberculosis, а также многие другие патогены.

Механизм действия и перспективы

Детальное изучение механизма действия MORN2 показало, что он способствует секвестрации M. tuberculosis во внутриклеточной полости (фаголизосоме), где бактерия уничтожается. Обычно возбудитель туберкулёза успешно избегает этой участи, что позволяет ему оставаться в латентном состоянии в клетках и реактивироваться при ослаблении иммунной системы. Это открытие открывает новые возможности в борьбе с M. tuberculosis, устойчивые к антибиотикам штаммы которого становятся всё более распространёнными.

Важность альтернативных моделей

Данное исследование также демонстрирует полезность «экзотических» модельных организмов, таких как планария. Ген MORN2 был утрачен в ходе эволюции классических модельных организмов, таких как D. melanogaster, но сохранился у человека. Без использования этой новой модели механизмы иммунного ответа человека, обнаруженные в ходе исследования, остались бы неизвестными.