Иммунные клетки макрофаги выкусывают куски ДНК-сетей вместе с запутавшимися в них бактериями, чтобы эти бактерии уж точно не сумели избежать гибели.

В богатом арсенале средств, которые иммунная система использует против бактерий, есть одно странное оружие — ДНК-сети, создаваемые нейтрофилами. Мы про них рассказывали: нейтрофилы — самые многочисленные из лейкоцитов, они одними из первых встречают чужеродные частицы, будь то бактерии или что-то ещё, и атакуют их различными токсинами, которыми набиты буквально под завязку. Нейтрофилы обычно гибнут, но некоторые перед гибелью высвобождают свою ДНК из собственного ядра. Такая освобождённая ДНК заполняет собой клеточную цитоплазму, где на неё садятся бактерицидные белки. Разрушающийся нейтрофил выпускает из себя нить ДНК, закрепляя её на каком-нибудь субстрате, и начинает ползти прочь. Тянущаяся за нейтрофилом ДНК распускается, и, что самое главное, другие клетки, которые на неё натыкаются, тоже начинают «плести сеть» — происходит что-то вроде цепной реакции. В результате даже невеликое число клеток могут «заплести» своей ДНК сравнительно большое пространство.

Бактерии, запутавшиеся в ДНК-сетях, созданных нейтрофилами. (Фото: CHDENK / Wikipedia) 

Сотрудники Университета Вандербильта пишут в Science, что ДНК-сети нейтрофилов не только убивают бактерий, но и приманивают другие иммунные клетки — макрофаги. Можно сказать, что макрофаги — профессиональные пожиратели бактерий (и не только бактерий): они активно ползают по тканям, поглощая всё подозрительное, но не умирают от съеденного, а продолжают двигаться дальше. Поедая бактерий, макрофаги выделяют сигнальные белки, стимулирующие воспаление и призывающие на помощь другие иммунные клетки.

Работая вместе с нейтрофилами, макрофаги в прямом смысле выкусывают куски ДНК-сетей вместе с запутавшимися в них бактериями. Антибактериальные белки, которые сидят на ДНК, смешиваются с антибактериальными белками макрофагов, чтобы уж гарантированно справиться с поглощёнными микробами. Действительно, когда нейтрофилы и макрофаги работают вместе, они уничтожают бактерии заметно эффективнее, чем когда работают по отдельности.

Исследователи также нашли белок, от которого зависит появление ДНК-сетей. Белок называется S100A9, и когда его в нейтрофилах становится мало, нейтрофильи митохондрии начинают выбрасывать много кислородных радикалов — агрессивных молекул-окислителей. То есть митохондрии как энергетические органеллы клетки вообще генерируют эти радикалы, которые представляют собой побочный продукт энергетических реакций. Но без белка S100A9 окислительных молекул становится особенно много, и нейтрофил особенно быстро саморазрушается, выбрасывая из себя ДНК-сеть.

Чем меньше у нейтрофилов S100A9, тем быстрее они сплетают ДНК-сети, и тем эффективнее срабатывают макрофаги — это было показано на патогенных стафилококках MRSA (устойчивом к антибиотикам штамме золотистого стафилококка), пневмококках Streptococcus pneumoniae и синегнойной палочке Pseudomonas aeruginosa. При этом авторы работы отмечают, что белка S100A9 бывает много у людей с аутоиммунными заболеваниями, такими как волчанка и ревматоидный артрит.

Пациенты с аутоиммунными заболеваниями часто особенно чувствительны к стафилококковым инфекциями, и, скорее всего, так происходит из-за избытка у них белка S100A9 — он не даёт нейтрофилам образовывать антибактериальные сети. Может быть, если найти лекарство, снижающее активность белка S100A9, то иммунитет начнёт эффективно бороться с бактериальными инфекциями, в том числе и с теми, у которых есть устойчивость к антибиотикам.

По материалам LiveScience.