Чтобы убить себя вместе с живущими в них микробами, иммунные клетки ждут, когда хоть кто-нибудь из микробов выйдет из укрытия.

Воспаление легких возникает по разным причинам, и одна из них – легионнелез. Бактерии Legionella pneumophila, который вызывают легионнелез, обитают в воде, в том числе в жидкостях кондиционеров, в бойлерах и душевых установках. Человек вдыхает водяной пар – и вот бактерии уже у него внутри.

Макрофаги. (Фото: NIAID / Flickr.com) 

Бактерии легионеллы в клетке человека. (Фото: CDC / Dr. Edwin P. Ewing, Jr. / Wikipedia) 

В организме их должны убить иммунные клетки, в частности, макрофаги, которые в буквальном смысле поедают инфекционных микробов. Но легионеллы, попав в макрофаги, продолжают в них жить в особых мембранных пузырьках, оставаясь недоступными для переваривающих ферментов. С другой стороны, иммунные клетки все же ухитряются обнаружить в себе чужака и уничтожают его – вместе с собой.

Обычно, когда клетка чувствует в себе бактерию или хотя бы фрагменты бактериальной клеточной стенки, в ней активируются ферменты, запускающие гибель самой клетки – она умирает, разрушается и убивает вместе с собой инфекцию. Но если бактерия, подобно легионелле, живет в мембранном пузырьке, такой механизм не срабатывает. Зато включается другой: макрофаги «прислушиваются» к белкам интерферонам, которые выделяют другие клетки, находящиеся по соседству.

Про интерфероны мы чаще всего слышим в связи с вирусами, однако они срабатывают и при бактериальном заражении. Интерфероны служат предупреждающим сигналом – когда клетка чувствует их вокруг себя, она включает защитные механизмы. В макрофагах под действием интерферонов включаются особые белки (GBP, гуанилатсвязывающие белки), и раньше считалось, что они находят легионеллы прямо в вакуолях, после чего запускают программу клеточного суицида.

Сотрудники Петрозаводского государственного университета вместе с коллегами из США и Японии уточнили, как работает этот второй механизм, помогающий избавиться от затаившихся в клетке бактерий. В своей статье в Cell Reports они пишут, что во-первых, макрофаги сами регулируют активность тех белков (GBP), которые помогают им выискивать легионелл. Во-вторых, обычного уровня интерферонов (а клетки синтезируют их, даже будучи в безопасности) вполне достаточно, чтобы поддерживать бдительность макрофагов, так что в них всегда достаточно молекул сторожевых GBP, чтобы почувствовать инфекцию в себе.

Легионеллы, как было сказано, сидят в макрофагах в мембранных вакуолях, и раньше полагали, что GBP разрушают их убежища, делая бактерий «видимыми». Однако оказалось, что все происходит иначе: какие-то из легионелл все равно оказываются в цитоплазме, и вот тут-то на них садятся сторожевые белки, разрушая бактерию.

Из убитой легионеллы в цитоплазму хозяина-макрофага выходит бактериальная ДНК, которая служит тревожных сигналом – именно почувствовав в себе чужеродную ДНК, макрофаг запускает программу самоубийства. В результате гибнут и он сам, и, что главное, те бактерии, которые оставались в защитных пузырьках.

Легионеллы – не единственные, кто ухитряется прятаться внутри иммунных клеток. Так что чем больше мы будем знать о том, как иммунитет справляется с ними, тем скорее придумаем, как ему в этом можно помочь.

Кстати, совсем недавно мы писали о другой работе тех же исследователей, в которой тоже говорилось об интерферонах, но в другом ключе – их порой может стать слишком много, и от избытка этих защитных белков могут начать гибнуть здоровые клетки.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (РНФ).

 По материалам пресс-службы РНФ