Как бактерии продлевают жизнь заражённым клеткам
Возбудитель Ку-лихорадки и атипичной пневмонии подавляет окислительный стресс в инфицированных клетках.
Некоторые бактерии продлевают жизнь клеткам, которые сами же заразили. Звучит странно, но в этом есть смысл, ведь бактерии живут за счёт клеток, так что в их интересах, чтобы клетка прожила. Не все бактерии столь заботливы: например, сальмонеллы убивают клетку менее чем за 24 часа. Но вот бактерия Coxiella burnetii живёт и активно размножается в клетке неделю, и клетка всё это время остаётся живой.
C. burnetii поражает как животных, так и человека; у людей она вызывает так называемую Ку-лихорадку, которая нередко сопровождается атипичной пневмонией. С одной стороны, бактерии подавляют реакцию на инфекцию некоторых иммунных клеток. С другой стороны, они разными способами помогают клеткам выжить. В частности, C. burnetii отключает клеточные сигналы, которые должны запускать апоптоз, программу клеточного самоуничтожения. Апоптоз включается как раз для того, чтобы больная клетка своевременно погибла вместе со всеми своими внутренними проблемами, будь то опасные мутации в ДНК или размножающийся патоген. И вот C. burnetii как раз апоптоз и подавляет. Кроме того, она выделяет в окружающую клетку большое количество разнообразных белков (более ста тридцати): часть из них помогает размножаться самой бактерии, часть, очевидно, поддерживает клетку в живом состоянии.
Сотрудники Университета Сан-Паулу и Мельбурнского университета занимались такими белками, функции которых большей частью известны мало. Исследователи сосредоточились на одном из них, который они назвали MceF (mitochondrial coxiella effector F, митохондриальный эффектор коксиеллы F). Как можно понять по названию, MceF связан с митохондриями, о которых мы знаем, что это энергетические органеллы клеток. Выполняя энергетические реакции с участием кислорода, митохондрии в виде побочного продукта дают агрессивные молекулы-окислители, которые повреждают липиды, белки и нуклеиновые кислоты. Накапливаясь, молекулы-окислители (активные формы кислорода) портят сами митохондрии, а повреждение митохондрий сильно сокращает срок жизни клетки.
Есть специальные ферменты, составляющие антиоксидантную систему — они избавляют клетку от избытка активных форм кислорода, спасают её от окислительного стресса. К таким ферментам относятся глутатионпероксидазы: в них есть аминокислота селеноцистеин, и с его помощью, а также с помощью короткого пептида глутатиона, они гасят опасные окислители. Глутатионпероксидаз есть несколько, и в статье в PNAS говорится, что MceF взаимодействует с глутатионпероксидазой 4, повышая её уровень в митохондриях. Как результат, агрессивных окислителей в митохондриях становится мало, митохондриальные мембраны, на которых проходят важные энергетические реакции, остаются неповреждёнными, и в целом митохондрии чувствуют себя намного лучше, чем без MceF.
Так бактерия C. burnetii подавляет в клетках окислительный стресс. Вполне возможно, что новый белок от C. burnetii в перспективе поможет создать эффективные антиоксидантные препараты, предотвращающие хронические болезни и продлевающие жизнь.
