Чтобы выжить в клетках человека, хламидии припасли множество уловок. Исследователи из Вюрцбургского университета обнаружили, что бактериальные патогены также манипулируют поставщиками энергии в клетки.
Когда Chlamydia trachomatis заражает человеческую клетку, она сталкивается с огромной проблемой: она должна предотвратить запрограммированную гибель клетки, чтобы предотвратить репликацию и распространение бактерий по всему телу. Поскольку у патогена либо отсутствуют, либо фрагментированы многочисленные метаболические процессы, он зависит от клетки-хозяина в постоянном снабжении жизненно важными питательными веществами.
Исследовательские проекты по всему миру сосредоточены на том, как бактериям удается поддерживать жизнь клетки и работать на нее. Ученые из Вюрцбургского университета раскрыли новую деталь этих процессов. Они определили механизм, с помощью которого Chlamydia trachomatis влияет на митохондрии, электростанции клеток, тем самым предотвращая самоубийство клеток. В научном журнале Journal of Cell Biology ученые представляют результаты своей работы.
Роль митохондрий
Исследование возглавил профессор Томас Рудель, заведующий кафедрой микробиологии в Вюрцбургском университете. Уже три года назад Рудель и его команда показали, что хламидии выводят из строя белок-супрессор опухоли р53 в инфицированных клетках и инициируют процесс, который восстанавливает повреждения ДНК, вызванные хламидийной инфекцией. Блокируя р53, бактерии в худшем случае не дают клетке выбить себя, тем самым выигрывая время для репликации.
В своем новом исследовании микробиологи более внимательно изучили митохондрии. «Митохондрии играют решающую роль в обеспечении энергией и запрограммированной гибели клеток», - объясняет Томас Рудель. Он видит убедительные доказательства того, что изменения в их строении и динамике тесно связаны с общими метаболическими процессами клеток.
Сосредоточьтесь на малых молекулах РНК
Какое влияние оказывает хламидийная инфекция на митохондрии? Чтобы ответить на этот вопрос, команда Руделя тщательно изучила другого участника происходящего внутри клеток: так называемые миРНК или микроРНК. Эти небольшие молекулы РНК контролируют жизненно важные процессы внутри клеток, регулируя сложные сети генов.
Высокопроизводительное секвенирование позволило Руделю и его команде подробно изучить, как хламидийная инфекция влияет на экспрессию микроРНК в инфицированной клетке. Наиболее поразительным открытием является значительно увеличенная продукция микроРНК miR-30c-5p. Высокая концентрация этих крошечных молекул РНК полезна для бактерий: «Они вызывают постоянное снижение активности белка-супрессора опухоли», - объясняет Томас Рудель.
В свою очередь, блокирование miR-30c вызывает проблемы с хламидиозом, потому что клетка увеличивает выработку Drp1, белка, который фрагментирует митохондрии в клетках в условиях стресса. По мере того, как его концентрация внутри клеток увеличивается, увеличивается и скорость деления митохондрий, связанная со стрессом, в то время как шансы инфицированной клетки выжить при бактериальной атаке улучшаются. Это связано с тем, что рост хламидий значительно подавляется фрагментированными митохондриями, которые дают меньше энергии и лишают патогены голода.
Хламидиоз: Находчивые захватчики
Бактерии штамма Chlamydia trachomatis вызывают ряд серьезных заболеваний у человека. Хламидийные инфекции являются наиболее частыми венерическими заболеваниями во всем мире. По оценкам, до десяти процентов населения во всем мире инфицированы бактериями в зависимости от возрастной группы.
Без лечения хламидийная инфекция может вызвать закупорку фаллопиевых труб у женщин, что может привести к трубной беременности или бесплодию. Новые результаты даже предполагают, что хламидийные инфекции способствуют развитию рака яичников. Мужчины могут стать бесплодными после инфекции.
Еще одно последствие хламидийной инфекции особенно характерно для тропических стран: бактерии поражают глаза и могут вызвать слепоту. Подсчитано, что около 150 миллионов человек страдают от этой болезни. Другие штаммы могут вызывать пневмонию и подозреваются в развитии атеросклероза и болезни Альцгеймера.