Как взаимодействие органелл ограничивает рост бактерий внутри макрофагов
Макрофаги — ключевые клетки врожденного иммунного ответа. Они заселяют почти все ткани организма и играют важную роль в поддержании здоровья органов, постоянно удаляя погибающие клетки и уничтожая проникшие микробы. Однако некоторые бактерии, например Salmonella, выработали стратегии защиты от переваривания макрофагами, вызывая тяжелые тифоидные инфекции.
Ученые из Института иммунобиологии и эпигенетики Макса Планка в Nature Metabolism сообщают, как межорганелльный кросс-ток между фаголизосомами и митохондриями ограничивает рост таких бактерий внутри макрофагов.
Сигналы от органеллы пищеварения
Внутри макрофага, как и большинства клеток, есть несколько компартментов — органелл. У макрофагов особенно развита фаголизосома, где поглощенные микроорганизмы разрушаются. Известно, что транскрипционный фактор TFEB важен для регуляции фаголизосомальной системы и защиты от бактерий.
Исследователи подтвердили, что микробные и воспалительные стимулы активируют TFEB. Но эксперименты также выявили неожиданное сильное влияние активации TFEB на другую систему органелл — митохондрии.
Инструкция митохондриям для усиления антимикробной активности
Митохондрии, известные как "энергетические станции клетки", в иммунных клетках также являются источниками антимикробных метаболитов.
С помощью метаболомики, молекулярной биологии и визуализации ученые выявили путь, контролирующий этот неожиданный кросс-ток:
- Лизосома активирует TFEB.
- TFEB перемещается в ядро, где контролирует транскрипцию белка IRG1.
- IRG1 импортируется в митохондрии, где действует как основной фермент для производства антимикробного метаболита итаконата.
Использование коммуникации органелл для контроля инфекций
Salmonella может избегать деградации в фаголизосомальной системе и расти внутри макрофагов, распространяясь по органам.
Когда исследователи активировали TFEB в инфицированных макрофагах у мышей, путь TFEB–Irg1–итаконат подавлял рост Salmonella внутри клеток. Это показывает, что взаимодействие лизосома–митохондрии представляет собой антибактериальный защитный механизм.
В свете роста множественной лекарственной устойчивости бактерий (прогнозируется более 10 млн смертей в год к 2050 году) важно найти новые стратегии контроля инфекций. Использование пути TFEB–Irg1–итаконат или самого итаконата для лечения инфекций, вызванных чувствительными к нему бактериями, может быть перспективным. Однако необходимы дополнительные исследования, чтобы оценить применимость этих новых точек вмешательства для человека.