Мембранные пузырьки, которыми клетки общаются друг с другом, могут захватывать из внешней среды обломки бактерий, сообщая клетке-адресату о возможной инфекции.

Наши клетки общаются по-разному. Если они расположены относительно далеко от друг от друга, они либо просто выделяют сигнальные вещества наружу в расчёте, что они доплывут до получателя, либо упаковывают сообщение в особые мембранные пузырьки. Эти пузырьки называют экстрацеллюлярными (внеклеточными) везикулами – добравшись до другой клетки, они садятся на её внешнюю мембрану, и их содержимое оказывается в цитоплазме. Внеклеточные везикулы можно сравнить с почтовыми посылками, тем более, что на них нередко сидят молекулы, которые обеспечивают доставку именно в конкретную группу клеток.

Микропузырьки-экзосомы (синие), покидающие клетку. (Фото: DrJames Edgar, Cambridge Institute for Medical Research, Cambridge) 

Сами везикулы могут быть нескольких разновидностей, в зависимости от того, как они образуются. Например, пузырьки, которые формируются на наружной клеточной мембране, называются просто микровезикулами; а те, которые формируются из внутренних мембран клетки, называются экзосомами. Сообщения-посылки в везикулах могут быть разные – РНК, белки, липиды и т. д., и нередко эти сообщения в буквальном смысле перепрограммируют адресата. Так, мы писали, что экзосомы из раковых опухолей могут превратить здоровую клетку в злокачественную.

Но почтовые пузырьки переносят не только то, что клетка в них упаковала. Авторы статьи в Nature Cell Biology пишут о том, что внеклеточные везикулы, плавающие в крови, могут захватывать фрагменты бактерий и заносить их в те клетки, которым они несут свои посылки. Эксперименты ставили с мышами, которым в кровь вводили бактериальный липополисахарид – компонент оболочки клеток многих бактерий; животные клетки воспринимают его как сигнал об инфекции и начинают воспалительную реакцию. Липополисахарид был помечен зелёной меткой, и спустя какое-то время его обнаруживали слипшимся с внеклеточными везикулами, которые тоже в большом количестве плавают в крови. Везикулы с налипшими бактериальными молекулами очищали из крови мышей и вводили другим мышам: у них липополисахарид оказывался уже внутри клеток, которые реагировали на него воспалением.

Как можно понять по названию, в молекуле липополисахаридов есть липидная часть, так что они должны легко прикрепляться к путешествующим мембранным пузырькам. При этом исследователи полагают, что почтовые везикулы способны захватывать не только липополисахарид, но и другие бактериальные «запчасти». На самом деле, чего-то такого можно было ожидать: давно известно, что наши клетки нередко отвечают воспалительной защитной реакцией, которую запускают внутриклеточные иммунные рецепторы – то есть как если бы они были инфицированы, хотя самих бактерий в клетках нет. Разумно предположить, что в клетки каким-то образом попадают фрагменты бактерий из внешней среды, и вот как раз микропузырьки демонстрируют, каким именно образом они попадают.

Если говорить о патогенных бактериях, то почтовые везикулы могут помочь ограничить очаг с инфекцией, включив иммунную реакцию там, куда сами бактерии ещё не добрались. Но точно так же они могут переносить какие-то сообщения от дружественных бактерий кишечной микрофлоры, причём такие сообщения могут распространяться по всему телу (а влияние микрофлоры, как известно, простирается вплоть до мозга). Впрочем, здесь нужны дополнительные эксперименты, если мы хотим точнее оценить вклад везикулярной почты в общение между микрофлорой и её хозяевами.