Попадая в организм человека, сальмонеллы инфицируют макрофаги, размножаясь в вакуолях (фагосомах), в которых бактерии остаются невидимыми для иммунной системы и получают возможность распространяться по организму. Макрофаги, однако, обладают защитным механизмом, эффективным против внутриклеточных патогенов, включая сальмонеллы. Некоторые детали функционирования этого механизма были расшифрованы группой исследователей из Университета Базеля (руководитель – Petr Broz) и опубликованы в свежем выпуске Nature.
Используя методы экспрессионной протеомики для обнаружения белков, индуцируемых в результате заражения макрофагов сальмонеллой, авторы идентифицировали семейство интерферон-индуцируемых малых ГТФаз – гуанилат-связывающих белков (guanylate-binding proteins, GBPs). Продемонстрировано, что эти белки связываются с внутриклеточным патогеном и запускают процесс лизиса вакуоли, содержащей бактерии. В результате бактерии попадают в цитозоль, где их липополисахариды (LPS) узнаются неизвестным пока внутриклеточным рецептором, активирующим инфламмасомы. Инфламмасомы представляют собой сложный белковый комплекс, характерный для миелоидных клеток и содержащий ряд каспаз, включая каспазу-11. Активация этой каспазы в итоге приводит к пироптозу – процессу запрограммированной клеточной смерти инфицированных клеток иммунной системы, морфологически и механически отличающемуся от апоптоза и стимулирующему воспалительные реакции. Ключевую роль в активации каспазы-11 играет белок GBP2, непосредственно участвующий в лизисе инфицированных вакуолей. Остальные члены семейства GBPs также могут быть вовлечены в этот процесс.
Распознавание продуктов лизиса вакуоли осуществляет специфический сенсор – белок галектин-8, который взаимодействует с белками-эффекторами аутофагии. В результате запускается процесс поглощения бактерий аутофагосомами. Авторы считают, что распознавание LPS и активация инфламмасом происходит раньше запуска аутофагии. При этом, в результате удаления бактерий снижается и содержание LPS в цитозоле, что в свою очередь снижает активацию каспазы-11. Возможно, аутофагия бактерий служит дополнительным механизмом, обеспечивающим элиминацию патогена уже после его предъявления иммунной системе и запуска соответствующих иммунных реакций. Выяснение механизмов координации процессов аутофагии и каспазозависимой клеточной смерти представляется актуальной задачей будущих исследований.
Источник: Meunier E, Dick MS, Dreier RF, Schürmann N, Broz DK, Warming S, Roose-Girma M, Bumann D, Kayagaki N, Takeda K, Yamamoto M, Broz P.
Подпись к рисунку: Бактерии Salmonella серотипа Typhi, 3D-реконструкция на основе сканирующей электронной микроскопии. Источник иллюстрации – CDC / Melissa Brower.
авторский текст