Иммунные клетки травят бактерии тяжёлыми металлами

Чтобы убить съеденную бактерию, иммунные клетки-макрофаги в буквальном смысле заливают её цинком.

Тяжёлые металлы нужны нашему иммунитету, чтобы травить патогенные бактерии. К такому выводу пришла международная команда учёных, изучавшая взаимоотношения кишечной и туберкулёзной палочек с иммунными клетками. Вообще говоря, тяжёлые металлы довольно ядовиты, но в микроскопических дозах они необходимы живым организмам как помощники для белков-ферментов. То, что их можно использовать в качестве химического оружия против патогенов, стало для учёных в некотором роде сюрпризом.

Наткнувшись на вредную бактерию, клетка-макрофаг поглощает её. Но даже будучи съеденной, бактерия может прекрасно существовать внутри макрофага, уклоняясь от встречи с лизосомами — мембранными пузырьками, содержащими пищеварительные ферменты. Так поступает, например, туберкулёзная Mycobacterium tuberculosis. Один из способов, которым иммунная клетка может расправиться с бактерией, — ограничение доступа бактерии к важным питательным веществам, в том числе к ионам металлов. Но, как оказалось, обратное тоже верно.

Иммунные клетки для борьбы с микроорганизмами мобилизуют запасы тяжёлых металлов. Как показали исследования, в макрофагах, поглотивших туберкулёзную палочку или патогенный штамм Escherichia coli, повышается концентрация цинка. Его ионы направляются в фагосомы — мембранные резервуары с бактериями внутри. Чтобы противостоять потоку яда, бактерии синтезируют специальные белки-насосы, выкачивающие цинк из бактериальной клетки. Именно благодаря таким насосам возбудитель туберкулёза, будучи уже съеденным, может долгое время сохранять жизнеспособность, чтобы потом послужить причиной рецидива болезни.

Как пишут авторы исследования в журнале Cell Host and Microbe, при подавлении работы этих ионных насосов выживаемость бактерий падала, туберкулезная и кишечная палочки становились более чувствительными к разрушению макрофагом.

Учёные полагают, что иммунная система в таком же роде может использовать и другие металлы — к примеру, медь. Если найти способ подавления работы бактериальных насосов, можно было бы в значительной степени облегчить борьбу с тем же туберкулёзом, который ежегодно служит причиной смерти около 2 млн людей по всему миру.

Подготовлено по материалам AlphaGalileo.

Текст: Кирилл Стасевич

Источник: http://science.compulenta.ru