Митохондрии защищают клетки от инфекций, конкурируя с патогенами за питательные вещества
В новом исследовании ученые из Института биологии старения Общества Макса Планка обнаружили неожиданного союзника в борьбе с инфекцией — собственные митохондрии клетки. Помимо своей основной функции по выработке энергии, митохондрии играют защитную роль, конкурируя с патогенами за жизненно важные питательные вещества.
Исследование опубликовано в журнале Science.
Во время инфекции митохондрии вступают в метаболическое «перетягивание каната» с внутриклеточными паразитами, такими как Toxoplasma gondii, борясь за доступ к фолату, что подавляет рост патогена.
Это открытие подчеркивает уникальную защитную стратегию клеток-хозяев и открывает новые возможности для разработки методов лечения фолат-зависимых патогенов, таких как Toxoplasma и Plasmodium, вызывающих токсоплазмоз и малярию соответственно.
При заражении паразитом Toxoplasma gondii исследователи наблюдали активацию интегрированного стрессового ответа, который перестраивает метаболизм митохондрий.
Этот ответ усилил активность митохондрий, что привело к повышенному спросу на фолат — критически важное питательное вещество для синтеза нуклеотидов. В результате митохондрии ограничивают доступ паразита к фолату, сдерживая его рост и размножение. Мыши, неспособные активировать этот стрессовый ответ, демонстрировали более быстрый рост паразита, что подтвердило защитную роль данного пути in vivo.
«Митохондрии и внутриклеточные патогены конкурируют за одни и те же питательные ресурсы. Однако ранее мы не знали, используют ли клетки митохондрии для защиты от вторгающихся патогенов, таких как Toxoplasma», — поясняет Тания Медейрос, первый автор исследования.
В дальнейших шагах исследователи стремятся раскрыть точные механизмы, запускающие стрессовый ответ во время инфекции, и идентифицировать задействованные белки. Они также стремятся изучить возможность усиления митохондриальной активности для борьбы с инфекциями.
«Усиление митохондриального метаболизма потенциально может защитить от фолат-зависимых патогенов, таких как Plasmodium или Toxoplasma. Это открывает дверь для новых терапевтических возможностей», — добавляет Лена Пернас, ведущий автор исследования.