Нейтрофилы плетут паутину
Как иммунные клетки делают для бактерий ловчую сеть
Кирилл Стасевич, «Наука и жизнь», по материалам MedicalXpress: Immune cells cast nets to save us from harm
Среди богатого «оружейного» арсенала, который иммунные клетки используют против инфекций, есть довольно странный метод ловли бактериальных клеток в ДНК-сети. Такими сетями пользуются нейтрофилы – они не просто плавают в кровяном русле, но и сами выползают за пределы сосудов, активно перемещаясь по межклеточному пространству в тканях.
Нити ДНК, тянущиеся за нейтрофилами
Нейтрофилы одними из первых встречают чужеродные частицы, будь то бактерии или что-то ещё, и в буквальном смысле съедают их. Бактериальные клетки гибнут от разнообразных иммунных белков, но и сами нейтрофилы тоже погибают, высвобождая новые порции антибактериальных веществ и заодно посылая химические сигналы, привлекающие к «месту битвы» другие иммунные клетки.
Однако химические сигналы и антибактериальные ферменты – ещё не всё. В 2004 году в журнале Science была опубликована статья, авторы которой описывали сетку-ловушку, появляющуюся на месте гибели нейтрофилов. Эта сетка, как оказалось, сделана из ДНК, увешанной всё теми же токсичными белками, убивающими бактерии.
Как известно, есть два молекулярных сценария клеточной смерти: некроз и апоптоз (если не вдаваться в подробности, то некроз – обычная гибель ввиду неких внешних «обстоятельств непреодолимой силы», а апоптоз – регулируемый процесс, который запускается в момент, когда клетка уже не может работать, как надо, и вынуждена совершить самоубийство, чтобы не навредить окружающим). Но для нейтрофилов пришлось придумать третий тип – нетоз (от слова net – сеть).
В ходе нетоза специальные ферменты разрушают белки гистоны, которые держат ДНК в упакованном, сжатом состоянии. Из-за того, что «застёжки»-гистоны исчезают, ДНК в ядрах нейтрофилов расправляется и в буквальном смысле разрывает ядро, заполняя собой клеточную цитоплазму. Здесь на нити ДНК садятся бактерицидные белки, после чего разрушается уже и внешняя мембрана, и клубок из ДНК с противобактериальными белками оказывается во внешней среде, где плавают бактерии.
Первое время исследователи занимались лишь теми процессами, которые происходят в одной клетке, то есть в одном нейтрофиле. Но в реальности ДНК-сеть появляется при участии множества нейтрофилов, так что возникает вопрос, как они взаимодействуют друг с другом. Узнать это удалось Астрид Обермайер (Astrid Obermayer) и её коллегам из Университета Зальцбурга: они наблюдали с помощью разных микроскопических методов за человеческими и мышиными нейтрофилами, которых вынуждали к нетозу; а чтобы увидеть, что происходить с сетью, к клеткам добавляли светящиеся флуоресцентные молекулы, которые связывались с белками на ДНК-сети.
В докладе, сделанном на ежегодной конференции Общества экспериментальной биологии, авторы работы сравнили иммунные клетки с пауками: подобно тому, как паук сначала прикрепляет нить паутины к какому-нибудь надёжному субстрату, так и нейтрофилы сначала закрепляют ДНК-канат где-нибудь снаружи, а потом ползут прочь. Тянущаяся за нейтрофилом ДНК распускается, и, что самое главное, другие клетки, которые на неё натыкаются, тоже начинают «плести сеть» – происходит что-то вроде цепной реакции. В результате даже небольшое число клеток могут «заплести» своей ДНК сравнительно большое пространство.
С эволюционной точки зрения такая сетка-ловушка – довольно древняя уловка, и похожие сети можно найти даже у беспозвоночных, например, у крабов и моллюсков. Бактериальная эволюция, разумеется, тоже не стоит на месте, и некоторые бактерии уже научились обращать эту ДНК-сеть против самого иммунитета: так, золотистый стафилококк модифицирует её нити таким образом, что они становятся токсичными для клеток макрофагов, которые приходят сюда, чтобы помочь в уничтожении инфекции.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
07.07.2016