Сальмонелла проникает в клетки без образования мембранных волн

Бактерии рода Salmonella — основная причина пищевых отравлений. Они прикрепляются к клеткам кишечной стенки и вызывают собственное поглощение клетками кишечного эпителия. До сих пор исследователи полагали, что для этого сальмонеллам необходимо индуцировать образование характерных мембранных волн. Учёные из Центра исследования инфекций имени Гельмгольца в Брауншвейге (Германия) опровергли эту общепринятую доктрину.

«Основываясь на наших данных, молекулярный механизм заражения, используемый Salmonella, должен быть пересмотрен», — говорит Клеменс Роттнер, руководитель исследовательской группы «Динамика цитоскелета» HZI. Результаты работы группы опубликованы в текущем выпуске научного журнала Cellular Microbiology.

Salmonella — высокоадаптивные бактерии. Они могут жить в присутствии и отсутствии кислорода, размножаясь в кишечнике. Заражение человека происходит в основном через контаминированные яичные продукты (например, майонез), сырые молочные продукты, а также мясо и колбасные изделия. Инфекция вызывает сильную диарею и лихорадку, особенно у пациентов с ослабленным иммунитетом.

Хотя Salmonella — давно известный патоген, точные механизмы заражения изучены не полностью. Бактерии с помощью «молекулярного шприца» вводят в клетки-хозяева белковый коктейль, что приводит к драматической перестройке филаментов цитоскелета под клеточной мембраной. В результате образуются мембранные волны, которые охватывают бактерии и, по-видимому, облегчают их проникновение. Эти характерные волны называются «ruffles» (складки), а процесс — «ruffling». До сих пор исследователи считали образование этих складок абсолютно необходимым для проникновения бактерий.

В совместной работе исследовательские группы HZI «Динамика цитоскелета» и «Сигналинг и подвижность» пролили новый свет на стратегию заражения Salmonella. «Мы хотели улучшить наше понимание механизма того, как сальмонеллы проникают в клетки-хозяева», — говорит Ян Хениш, который провёл большую часть экспериментов в рамках своей докторской диссертации. Клетки, сконструированные так, чтобы у них отсутствовали мембранные складки, обычно индуцируемые при заражении сальмонеллой, всё равно поглощали бактерии. «Мы впервые показали, что мембранные складки не обязательны для проникновения бактерий через мембрану клетки-хозяина». Поскольку до сих пор ruffling использовался как признак успешного вторжения этого патогена, полезность таких методов должна быть пересмотрена.

Наконец, исследователи обнаружили новый элемент в головоломке проникновения сальмонеллы — белок WASH. Этот новый фактор способствует вторжению бактерий, участвуя в образовании важных для этого процесса филаментов цитоскелета клетки-хозяина. «Наши результаты имеют значительное влияние на молекулярное и механистическое понимание стратегии заражения, используемой этим патогеном, — говорит Роттнер, — и на разработку новых стратегий для поиска потенциальных ингибиторов процесса проникновения в будущем».