Бактериите на салмонелата (червените в тази микрофотография) често заразяват клетките, като облицоват червата на човека. Заразените клетки могат да отвърнат на удара, като отделят подобно на детергент съединение, което помага да се разтвори вътрешната мембрана на салмонелата.
Изправени пред бактериални нашественици, някои човешки клетки отговарят на удара, като произвеждат изненадващо вещество – сапун.
Тези клетки, които не са част от имунната система, освобождават подобен на детергент протеин, който разтваря парчета от вътрешните мембрани на бактериите, убивайки инфилтратите, съобщават учените в днешното издание на Science News.
„Професионалните“ имунни клетки, като антитела или бели кръвни телца, веднага отвръщат на предизвикателството.
„Всички клетки са надарени с някаква способност да се борят с инфекцията“, казва Джон МакМикинг, имунолог от Йейлския университет.
При хората тези клетъчни защитни механизми често се пренебрегват, казва той, въпреки че те са част от „древна и първична защитна система“ и биха могли да ни дадат информация за разработването на лечения за нови инфекции. „Стига да я прочетем правилно.“
Често неимунните клетки разчитат на предупреждение от професионалните си „колеги“ за борба с инфекциите. При откриване на външни „посетители“, специализирани имунни клетки издават алармен сигнал, наречен гама интерферон. Този сигнал събужда други клетки, включително епителни, които са в гърлото и червата и ги насочват към действие.
МакМикинг и колегите му потърсили молекулярната основа на това действие чрез заразяване на лабораторни версии на човешки епителни клетки с бактерии на салмонела, които могат да използват богатата на хранителни вещества вътрешност на клетките.
След това екипът проверява над 19 000 човешки гени, търсейки тези, които осигуряват защита от инфекция. И откриват един ген, който съдържа протеин, наречен APOL3.
Когато този ген е деактивиран, епителните клетки се поддават на инфекцията със салмонела, дори когато са предупредени от гама интерферона.
Увеличавайки молекулите на APOL3 в действие в клетките на гостоприемника с мощна микроскопия, изследователите установяват, че протеинът се рои, нахлувайки в бактериите и по някакъв начин ги убива.
Салмонелените микроби са издръжливи, защитени от външна и вътрешна мембрана, характеристика на много различни форми на бактерии. Този двоен слой прави тези бактерии трудни за убиване, но по-нататъшното разследване разкрива как APOL3 и друга молекула GBP1 работят заедно, за да го направят.
GBP1 по някакъв начин разхлабва външната мембрана на бактерията, отваряйки врати за APOL3, за да осигури смъртоносна атака чрез разтваряне във вътрешната липидна мембрана. APOL3 има както водолюбиви, така и липидолюбиви части, позволявайки му да се свърже с вътрешната мембрана и да я разтвори във вътреклетъчната течност, като сапун, който отмива мазнината.
Бяхме малко изненадани да открием подобна на детергент активност в човешките клетки, казва МакМикинг, като се има предвид, че такава молекула също може да разтвори мембраните на гостоприемника. Но изследователите установиха, че APOL3 е насочен специално към липиди, открити в бактериите, и неговата активност е блокирана от холестерола, често срещан компонент на клетъчните мембрани на бозайници, оставяйки човешките тъкани незасегнати.
„Всичко в тези открития е превъзходно“, казва Джесика Бринкуърт, еволюционен имунолог от Университета на Илинойс.
„Много инфекции започват в тези епителни клетки и разбирането как те се борят, е от решаващо значение за разработването на бъдещи лечения“, казва тя.
„Наистина интересно откритие е как APOL3 може да прави разлика между бактериалните мембрани и мембраните на гостоприемника“, казва тя.
„Еволюцията в защитата на клетката, която е намерила толкова елегантен начин за управление на този мощен инструмент, е нещо наистина красиво“, коментира Джесика Бринкуърт.
