Впервые на экране: смертельная схватка лейкоцита с микробом

DailyTechInfo по материалам Gizmag: Time-lapse captures the death of white blood cells for the first time

Основным защитным механизмом нашего организма, отражающим «нападение» инфекций и болезнетворных микроорганизмов, является его иммунная система. А основную роль в иммунной системе играют лейкоциты, белые кровяные клетки, являющиеся «оружием», которое поражает вторгнувшиеся микроорганизмы и вирусы. До последнего времени ученые достаточно хорошо изучили принципы действия иммунной системы и функционирования лейкоцитов, недостаточно изученными оставались тонкости финального момента, когда клетка лейкоцита гибнет в результате борьбы с болезнью. И недавно группа австралийских ученых сделала подробнейшую высококачественную видеозапись гибели лейкоцита, клетка которого, разрушаясь, испускает в окружающую среду белки определенного вида и остатки своего содержимого.

Вполне вероятно, что такие последствия гибели клетки лейкоцита являются своего рода сигналом, предупреждающим находящиеся неподалеку другие лейкоциты о наличии в этом районе болезнетворных микроорганизмов. И тщательное изучение этого механизма может послужить основой для абсолютно новых методов лечения инфекционных заболеваний, для разработки новых лекарственных препаратов и т.п.

«Роль лейкоцитов в работе иммунной системы нашего тела является самой главной. Эти белые клетки принимают на себя первые удары инфекции и очень часто гибнут, выбрасывая в окружающее пространство молекулы определенных белков так, как подбитый реактивный истребитель выбрасывает своего пилота при помощи катапульты. При этом, «сигнальные» белки распространяются на достаточно большие расстояния, а другие, не имеющие значения, остаются рядом с местом гибели клетки» – рассказывает доктор Иван Пун (Dr Ivan Poon) из Школы Молекулярных Наук университета Ла Троба, Мельбурн.

Группа доктора Пуна работала совместно с учеными из университета Виржинии в направлении исследований лейкоцитов. В этих исследованиях ученые использовали технологию микроскопии (time-lapse microscopy), в которой камера, установленная в микроскопе, делает снимки через определенные интервалы времени и на основе этих снимков позже монтируется видео.

То, что удалось увидеть ученым на полученном ими видео, стало для них полной неожиданностью. Оказывается, что процесс гибели лейкоцита происходит гораздо в более упорядоченном виде, нежели считалось ранее. Белки, используемые для передачи сигналов, выстраиваются в определенном порядке внутри гибнущей клетки, которая увеличивается в размерах, пока ее мембрана не разрывается, выстреливая в пространство «ожерелья» белков.

Снимок из пресс-релиза La Trobe University Human cell death captured for first time – ВМ.

Ученые назвали цепочки сигнальных белков термином «beaded apoptodia», а их длина в восемь раз превышает размеры клетки, внутри которой они находились до последнего момента. Хотя ученые уже догадываются о функциях этих белков, все это остается лишь предположением. Первым предположением является то, что эти белки играют роль сигнальной системы, оповещающей соседние лейкоциты о наличии болезнетворных микроорганизмов. Второе предположение более экзотично, согласно ему, белковые нити являются путями, по которым вирус или бактерия легко могут переместиться в другую часть организма, где их ожидают готовые к битве свежие лейкоциты.

«Это стало первым случаем в истории, когда мы воочию увидели все тонкости происходящих процессов» – рассказывает доктор Пун. – «Когда мы разберемся в причинах и следствиях такого поведения гибнущих белых клеток, мы сможем разработать методы лечения, основанные не на лекарственных препаратах, а на активизации собственной иммунной системы, что, по нашему мнению, будет и более эффективно, и более безопасно для пациентов».

Статья Atkin-Smith et al. A novel mechanism of generating extracellular vesicles during apoptosis via a beads-on-a-string membrane structure опубликована в открытом доступе в журнале Nature Communications – ВМ.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru

22.06.2015