Вершитель клеточных судеб

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Перейти на страницу с полной версией»
Вершитель
клеточных
судеб
Л
епра — болезнь для большинства из нас экзотическая, но от этого не менее страшная. Она
малозаразна, зато лечится долго и тяжело. Подобно другим патогенным бактериям, возбудитель лепры Mycobacterium
leprae со временем приобретает устойчивость к лекарствам. К тому же мы
еще мало знаем об этом заболевании,
потому что M. leprae трудно изучать: они
не растут на искусственных питательных
средах и в клеточных культурах. Только
мыши и выручают, им прививают лепру,
делая инъекции в подушечки лап. В
результате всех этих сложностей о ранних стадиях развития инфекции почти
ничего не известно. Например, ученые
не знали, каким образом M. leprae распространяется по организму, поражая
разные ткани. Недавно этой проблемой
вплотную занялись специалисты Эдинбургского университета и Университета
Рокфеллера (США) под руководством
профессора Эньюры Рэмбакконея. Работа ученых, опубликованная в журнале
«Cell» (2013, 152, 51—67), многое прояснила, но показала при этом, с каким
могущественным противником нам
приходится иметь дело. Оказывается,
бактерия изменяет дифференцировку
зараженных клеток и использует их как
средство доставки.
Лепрой заражаются от больного человека при непосредственных контактах
с ним или воздушно-капельным путем.
В основном страдают слизистая оболочка верхних дыхательных путей, кожа
и поверхностно расположенные нервы.
M. leprae — внутриклеточный паразит.
Очень часто она поражает шванновские
клетки, которые поддерживают, защищают и питают периферические нервные волокна и окружают их миелиновой
оболочкой (рис. 1). Клетка, образующая
оболочку, оттесняет ядро и цитоплазму
на периферию, а получившимся «крылом» многократно обвертывает аксон
(отросток нервной клетки). Шванновская клетка обеспечивает бактерию
всем необходимым и защищает от
действия иммунной системы хозяина.
Возбудитель лепры может находиться в
клетке несколько лет, не вызывая ее гибели, но в конце концов бактерии рассеиваются по разным тканям, в том числе
поражают нервы, скелетную и гладкую
мускулатуру. Как бактерии попадают
из шванновских клеток в мышечную
ткань — непонятно. Долгое время специалисты считали, что заражение скелетной мускулатуры происходит через
периферические нервы. Шотландские
и американские исследователи как раз
и заинтересовались механизмом передачи бактерий из ткани в ткань.
Ученые начали с того, что выделили
шванновские клетки из периферических нервов мышей и заразили их
бактериями M. leprae. Клетки хорошо
росли на питательной среде, хромосомных перестроек не имели, исправно
синтезировали миелин и легко поддавались заражению. После инфицирования M. leprae они тоже хорошо
себя чувствовали, но бактериальная
инфекция изменила работу их генов.
Из зараженных клеток исчез ключевой
белок Sox10, который поддерживает
шванновскую клетку в дифференцированном состоянии, регулирует ее гомеостаз и синтез миелина. Иными словами,
без этого белка клетка перестает быть
шванновской. Зато активно заработали
гены, которые в зрелых клетках обыч-
но молчат, а функционируют в период
эмбрионального развития. Белки этих
генов регулируют движение клетки и
репликации ДНК, обеспечивают синтез
хемокинов (веществ, которые подманивают другие клетки, например макрофаги) и некоторые другие клеточные
функции. Такое поведение характерно
для прогениторных клеток — незрелых
и способных к дифференцировке в
определенные типы клеток. Судя по
активности разных генов, зараженные
бактериями шванновские клетки превращались в мезенхимальные, то есть
те, из которых впоследствии образуются
кость, жир, хрящ, скелетная и гладкая
мускулатура. Но эти изменения происходили не со всеми инфицированными
клетками, а лишь с теми, в которых
бактерий было более пятидесяти.
Получается, инфекция обратила
вспять развитие зрелой клетки, репрограммировала ее. Чтобы убедиться
в этом, ученые использовали специальную селективную среду, на которой растут только мезенхимальные
клетки. Репрограммированные клетки
на ней росли, и их отделили от зрелых
шванновских. Затем исследователи
проверили способность репрограммированных клеток превращаться в клетки
различных мезенхимальных тканей. Их
1
Шванновские клетки, зараженные Mycobacterium leprae. Справа — клетка, образующая миелиновую
оболочку. В ядре зрелой шванновской клетки непременно присутствует белок Sox10
20
Перейти на страницу с полной версией»