Найдена причина губительности чумы для человека

Ученые выяснили, почему терроризировавшая Европу в Средние века чума действовала избирательно и губила именно людей, а не переносчиков заболевания — грызунов. Оказалось, что клетки человека при заражении чумной палочкой умирают не классической смертью, а той, которая провоцирует воспаления и помогает инфекции удержаться в организме. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ), результаты работы были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Врожденный иммунитет у млекопитающих защищает организм на протяжении всей жизни, в том числе и до формирования у него приобретенного иммунитета. Клетки-хозяева очень быстро умирают, если активировать их липополисахаридом — составной частью клеточной стенки бактерий и главным веществом, на которое реагирует наш иммунитет. Авторы нового исследования подавили активность ТАК1-киназы — фермента, который активирует быстрый воспалительный ответ клетки-хозяина на инфекцию чумным микробом. Клеточная смерть в таких условиях была очень похожа на смерть, которая возникает, когда палочка псевдотуберкулеза (Yersinia pseudotuberculosis), близкий родственник возбудителя чумы чумной палочки (Yersinia pestis), заражает макрофаги — клетки, переваривающие бактерии, токсины и погибшие клетки. Поэтому в одной части экспериментов авторы использовали липополисахарид и ТАК1, а в другой — палочку псевдотуберкулеза.

Во время заражения клетки палочка вводит в нее специальные белки, один из которых подавляет активность ТАК1-киназы. Поскольку ТАК1 не работает, клетка не может реагировать на липополисахарид, поэтому для того, чтобы ограничить распространение патогена в организме, ей приходится переключаться на сигнальный путь, приводящий к гибели.

Ученые исследовали два типа клеточной смерти: апоптоз и пироптоз. Апоптоз — это стандартный процесс программируемой гибели, когда клетка распадается на несколько частей, окруженных оболочкой клетки. В дальнейшем эти части захватывают и «переваривают» специализированные клетки. Пироптоз — это тоже программируемая клеточная гибель, но в данном процессе нарушается целостность оболочки клетки, так что ее содержимое оказывается в межклеточном пространстве и вызывает воспалительные процессы. Эти процессы гибели служат защитным механизмом врожденного иммунитета, поскольку предотвращают размножение и распространение вируса. В обоих видах клеточной гибели принимают участие каспазы — семейство специальных ферментов, расщепляющих белки. Существует множество разновидностей каспаз, однако за пироптоз отвечают лишь каспазы 1 и 11.

«Мы показали, что при заражении Yersinia клетки умирают схожим с пироптозом путем, а не классическим апоптозом, который убивает клетку через сигнал, опосредованный каспазой 8. Для клеток человека этот тип смерти является наиболее характерным. Таким образом, неспособные умереть человеческие клетки продолжают служить резервуаром для инфекции. Эти данные помогают понять, почему в Средние века чума оказалась настолько губительна именно для человека, а грызуны, которые были переносчиками этой болезни, выживали», — рассказал один из авторов работы, научный сотрудник Петрозаводского государственного университета Александр Полторак.

Ученые продолжают работу, исследуя механизм активации каспазы 8 в ответ на инфекцию Yersinia. Сейчас их цель — выяснить, как каспаза 8 связана с активацией пироптоза. Если ученые смогут понять механизм, то появится возможность подобрать соединения, с помощью которых можно управлять им и регулировать активацию каспазы 8. По мнению авторов работы, эти знания можно будет применить в терапии при лечении заболеваний, вызванных подобными бактериями.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.