Как сальмонелла выживает при кислотной атаке макрофага
Макрофаги уничтожают бактерии, поглощая их во внутриклеточные компартменты, которые затем закисляют, чтобы убить или нейтрализовать бактерии. Однако некоторые патогенные бактерии, такие как Salmonella enterica, эволюционировали, чтобы существовать и даже расти внутри этих закисленных компартментов. Новое исследование показывает, что Salmonella борется с кислотой кислотой, понижая pH собственного внутреннего пространства в ответ на закисление макрофагом компартмента, содержащего бактерию, и используя этот низкий pH как сигнал для включения генов, необходимых для установления инфекции.
«Вопрос, который мы решаем: какой сигнал Salmonella ощущает, находясь в вакуоли макрофага, чтобы включить экспрессию генов вирулентности и позволить сальмонелле реплицироваться и распространяться», — говорит Линда Дж. Кенни, старший автор исследования. Работа её группы, опубликованная в журнале PLOS Biology, демонстрирует, что кислая цитоплазма затем действует как сигнал, стимулирующий секрецию особого класса белков вирулентности сальмонеллы (эффекторов). Эти эффекторы попадают в клетку хозяина, где нарушают иммунный ответ.
Для исследования влияния кислой среды на Salльмонеллу авторы использовали биосенсор I-switch, позволяющий измерять pH внутри отдельной клетки. С его помощью они обнаружили, что цитоплазма Salmonella быстро закисляется после поглощения макрофагом и воздействия кислой среды внутри него. Причём сальмонелла закисляет свою цитоплазму активно, а не пассивно.
Исследование показывает, что низкий pH активирует внутриклеточный сигнальный каскад, который индуцирует формирование наномашины — системы секреции III типа. Эта наномашина состоит из игольчатого комплекса, используемого для инъекции бактериальных белков вирулентности в клетку хозяина.
«Понимание того, что сигналы, которые ранее считались внешними, как мы показали, являются внутренними, меняет наше представление о механизмах передачи сигналов», — сообщает профессор Кенни. Эта работа также определяет новые потенциальные терапевтические мишени, воздействие на которые может предотвратить экспрессию белков вирулентности и блокировать способность Salmonella выживать и размножаться внутри макрофага.