Как клетки человека и патогенная шигелла ведут битву

Новое исследование под руководством учёных из UT Southwestern показывает, что один из представителей большого семейства белков, известных своей способностью останавливать распространение бактериальных инфекций, заставляя заражённые клетки самоуничтожаться, по-видимому, убивает сами инфекционные бактерии. Однако у некоторых бактерий есть собственный механизм, чтобы сорвать эту атаку, — они нейтрализуют смертоносный белок, помечая его для уничтожения.

Результаты, опубликованные онлайн в журнале Cell, могут привести к созданию новых антибиотиков для борьбы с бактериальными инфекциями. Понимание этого клеточного конфликта также может пролить свет на ряд других состояний, в которых участвует этот белок, включая астму, диабет 1 типа, первичный билиарный цирроз и болезнь Крона.

Пример "гонки вооружений"

"Это замечательный пример гонки вооружений между инфекционными бактериями и клетками человека", — говорит руководитель исследования Нил М. Альто, профессор микробиологии.

Предыдущие исследования показали, что белок под названием газдермин B (GSDMB) отличается от других представителей семейства газдерминов млекопитающих. Родственные белки газдермины образуют поры в мембранах инфицированных клеток, убивая их и позволяя воспалительным молекулам выходить и стимулировать иммунный ответ. Однако GSDMB — который есть у людей, но отсутствует у некоторых других видов млекопитающих, включая грызунов, — не образует пор в мембранах культивируемых клеток млекопитающих, оставляя его цель загадкой.

Механизм противостояния

Используя новую скрининговую технологию, Альто и коллеги обнаружили, что белковый токсин IpaH7.8 из Shigella flexneri (бактерии, вызывающей диарейные заболевания) напрямую ингибирует GSDMB. Биохимические эксперименты показывают, что IpaH7.8 помещает на GSDMB химическую метку, которая помечает его для клеточного разрушения.

Чтобы понять, зачем Shigella flexneri избавляет клетки человека от GSDMB, исследователи поместили GSDMB в синтетические мембраны клеток млекопитающих и бактерий. В то время как GSDMB не нанёс вреда синтетическим мембранам млекопитающих, он проделал отверстия в бактериальных мембранах. Дальнейшее исследование показало, что этот процесс стимулируют иммунные клетки — естественные киллеры.

Потенциал для медицины

Альто отмечает, что ингибирование способности шигеллы IpaH7.8 противостоять GSDMB может привести к созданию новых типов антибиотиков. А поскольку генетические варианты GSDMB связаны с различными воспалительными заболеваниями и раком, лучшее понимание этого белка может привести и к новым методам лечения этих состояний.