Бактерия Pseudomonas aeruginosa использует бокаловидные клетки как троянского коня для проникновения в лёгкие
Исследователи из Базельского университета, используя выращенные из стволовых клеток человека лёгочные органоиды, раскрыли стратегию, которую использует опасный патоген Pseudomonas aeruginosa для преодоления защитного барьера лёгких. Эта бактерия, входящая в список 12 самых опасных устойчивых к антибиотикам патогенов ВОЗ, вызывает тяжёлую пневмонию с летальностью до 50%.
Как патоген преодолевает барьер
Лёгкие выстланы плотным слоем клеток, покрытых слизью, который служит почти непроницаемым барьером. Исследование, опубликованное в Nature Microbiology, показало, что Pseudomonas aeruginosa целенаправленно атакует бокаловидные клетки, вырабатывающие слизь.
«Бактерии используют бокаловидные клетки как троянского коня для вторжения и пересечения барьерной ткани», — объясняет профессор Урс Женаль. Нацеливаясь на эти клетки, которые составляют лишь небольшую часть слизистой, патоген открывает «ворота».
Механизм вторжения
С помощью арсенала факторов вирулентности (секреторных систем) бактерия:
- Специфически атакует и проникает в бокаловидные клетки.
- Размножается внутри них.
- Убивает клетки-хозяева.
Разрыв мёртвых клеток создаёт бреши в тканевом слое, делая барьер проницаемым. Патогены быстро колонизируют эти места разрывов и распространяются в более глубокие ткани.
Новый сенсор для изучения инфекции
Чтобы понять, как бактерии адаптируют своё поведение во время заражения, команда разработала биосенсор для отслеживания сигнальной молекулы c-di-GMP в отдельных бактериях в реальном времени (метод описан в Nature Communications).
«Теперь мы можем наблюдать с высоким разрешением, как эта сигнальная молекула регулируется во время инфекции и контролирует вирулентность патогена», — говорит Женаль.
Значение органоидов
Использование человеческих лёгочных органоидов, реалистично имитирующих процесс инфекции, позволило по-новому взглянуть на поведение патогенов в тканях пациента. Такие модели в будущем будут незаменимы для разработки новых стратегий борьбы с устойчивыми инфекциями.