02/07/2019
ИЦиГ СО РАН
Ученые выяснили, в какой части клетки «прячутся» возбудители туберкулеза
428
Группа сибирских и уральских исследователей проанализировала взаимодействие возбудителей туберкулеза с клеткой-хозяином — макрофагом. Установлено, что палочка Коха способна жить и размножаться только в пределах фагосомы (органеллы, предназначенной для переваривания чужеродного субстрата), а не во внутриклеточной среде, как считалось ранее. Детали изложены в журнале Tuberсulosis.
Понимание взаимоотношений бактерии с клеткой-хозяином необходимо для создания новых вакцин и стратегий лечения, особенно для лекарственно устойчивых форм туберкулеза: например, развития метода «host-directed therapy» (Терапия, направленная на хозяина. — Прим.ред.), предполагающего стимуляцию макрофага, чтобы он сам уничтожал бактерии.
Палочки Коха (Mycobacterium tuberculosis) попадают в легкие человека воздушно-капельным путем и инфицируют альвеолярные макрофаги. Последние не способны разрушить микобактерии и в результате становятся для них своеобразным «домом». В свою очередь, микроорганизмы избегают иммунного ответа организма и действия лекарственных средств, что делает палочки Коха очень распространенным в человеческом обществе патогеном. В норме поглощенные фагоцитом чужеродные объекты обособляются внутри него, в фагосоме, к мембране которой присоединяется лизосома и разрушает чужака, микобактерия же обладает способностью уклониться от «переваривания» ферментами лизосомы.
«В последнее десятилетие в научном сообществе развивалась концепция, показывающая, что палочка Коха разрушает фагосому, выходит в цитоплазму (внутриклеточную среду макрофага), где именно и способна размножаться и откуда может легко распространяться и заражать окружающие клетки. Работы, подтверждающие такую точку зрения, были сделаны в основном при инфицировании in vitro (в искусственно созданной среде) постоянных клеточных линий мыши и человека разными лабораторными штаммами микобактерий. Наши же исследования показали, что палочки Коха остаются именно в фагосомах клеток-хозяев пациентов, больных туберкулезом легких, причем в них присутствуют как единичные микроорганизмы, так и их колонии, в том числе и той морфологии, которая свидетельствует о высокой вирулентности возбудителя заболевания», — объясняет старший научный сотрудник Научно-исследовательского института биохимии Федерального исследовательского центра фундаментальной и трансляционной медицины кандидат биологических наук Елена Геннадьевна Уфимцева.
Чтобы оценить взаимоотношение палочек Коха с клетками-хозяевами сотрудники НИИ биохимии ФИЦ ФТМ и ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» вместе с коллегами из Уральского научно-исследовательского института фтизиопульмонологии НМИЦ ФПИ Минздрава РФ исследовали живые альвеолярные макрофаги с микобактериями. Эти клеточные культуры удалось получить из разных туберкулезных очагов и удаленных от них небольших фрагментов легких от 26 прооперированных пациентов, больных туберкулезом легких.
«На первом этапе эксперимента мы для части альвеолярных макрофагов растворяли их клеточную мембрану, но не оболочку фагосом, и вводили специальные антитела с флуоресцентными метками, чтобы обнаружить микобактерии. В других макрофагах растворяли обе мембраны и также “красили” препарат на палочки Коха. Аналогичную процедуру проводили и с клетками с нетронутыми оболочками. После анализа полученных препаратов на конфокальном микроскопе выяснилось, что микобактерии маркируются антителами только в тех макрофагах, где растворены и клеточная, и фагосомная мембраны. Это свидетельствует в пользу того, что в живых альвеолярных макрофагах микобактерии не находятся в цитоплазме клетки. Второй этап эксперимента по выявлению кислотоустойчивых бактерий (к ним относятся возбудители туберкулеза) в изученных ранее иммунофлуоресцентно-окрашенных препаратах позволил окончательно убедиться в том, что палочки Коха располагались в фагосомах клеток-хозяев, полученных из легких исследованных пациентов», — рассказывает Елена Уфимцева.
По словам исследовательницы, в некоторых случаях микобактерии могли перемещаться в цитоплазму при длительном ex vivo (эксперименты на живой ткани организма в искусственной среде) культивировании клеток пациентов, больных туберкулезом легких, но это происходило лишь когда альвеолярные макрофаги входили в предапоптозное состояние (апоптоз — генетически запрограммированная клеточная гибель — Прим. ред.), а потом погибали.
«Мы наблюдали ситуацию, когда альвеолярные макрофаги, полученные от пациента № 24, на пятый день ex vivo культивирования “ушли” в апоптоз. Мы повторно провели в этой культуре наш эксперимент с растворением внешней мембраны клеток, окраской на палочки Коха — и обнаружили последние в цитоплазме некоторых клеток исследованного пациента. Я предполагаю, что с альвеолярными макрофагами перед гибелью происходят определенные изменения, микобактерия это сразу улавливает и, разрушив мембрану фагосомы, каким-то образом покидает этот компартмент», — добавляет Елена Уфимцева.
Дальнейшие исследования ученых будут направлены на поиск механизма, с помощью которого палочкам Коха в фагосоме, удается избегать слияния с лизосомами, хотя эта органелла активно участвует в обычном трафике веществ внутри клеток легких пациентов, больных туберкулезом. В том числе и в альвеолярных макрофагах, инфицированных микобактериями.
Надежда Дмитриева
Иллюстрация Елены Уфимцевой
Источники
Ученые выяснили, в какой части клетки "прячутся" возбудители туберкулеза
Ученые нашли возбудителей туберкулеза в клетках
Ученые нашли возбудителей туберкулеза в клетках
Ученые нашли возбудителей туберкулеза в клетках
Новосибирские ученые вошли в тройку лучших физиков-экспериментаторов России
Возбудители туберкулеза поселяются в фагосомах клетки
Возбудители туберкулеза поселяются в фагосомах клетки
Ученые нашли возбудителей туберкулеза в клетках
Палочка Коха живет не там, где считалось ранее
Ученые выяснили, в какой части клетки "прячутся" возбудители туберкулеза
Возбудители туберкулеза поселяются в фагосомах клетки
Ученые нашли возбудителей туберкулеза в клетках: Яндекс.Новости
Ученые выяснили, в какой части клетки "прячутся" возбудители туберкулеза
Сотрудники ЦиГ СО РАН и НИИ биохимии ФИЦ ФТМ выяснили, где именно скрываются возбудители туберкулеза
Ученые нашли возбудителей туберкулеза в клетках
Ученые РФ впервые получили живые клетки с возбудителями туберкулеза из тканей легких человека
Ученые РФ впервые получили живые клетки с возбудителями туберкулеза из тканей легких человека
Похожие новости
-
10/07/2020
Андрей Травников: новый проект позволит оказывать высокотехнологичную помощь большему числу новосибирцев
Масштабный инвестиционный проект по созданию Национального Центра компетенций «Генетические технологии» запущен в Новосибирской области в рамках проекта «Академгородок 2.0». Губернатор Андрей Травников ознакомился с объектами комплекса, планируемыми к реконструкции в рамках данного проекта, и провёл рабочее совещание по развитию Центра. 966
-
07/06/2019
АлтГУ и ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН развивают сотрудничество
Опорный Алтайский государственный университет с визитом посетила делегация Федерального исследовательского центра Института цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук во главе с директором ФИЦ «ИЦиГ СО РАН», членом-корреспондентом РАН, д. 1375
-
20/02/2018
Книга про эксперимент по доместикации лисиц удостоена престижной международной премии
Совместная работа Людмилы Трут (ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН) и американского исследователя Ли Дугаткина была удостоена премии, которую считают аналогом "Оскара" в области научно-популярной литературы. 1652
-
15/05/2020
Бактерии из камчатских гейзеров оказались устойчивы к терагерцовому излучению
Ученые ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» и Института ядерной физики им. Г. И Будкера СО РАН провели серию экспериментов по облучению термофильных (живущих при относительно высоких температурах — от 45°С) микроорганизмов мощным терагерцовым излучением. 606
-
20/06/2018
Возможные перспективы Академгородка 2.0
Ведущие ученые СО РАН продолжили обсуждение проектов развития научной инфраструктуры Новосибирского научного центра. Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН выступил инициатором проекта «Сибирский центр малотоннажной химии». 1935
-
05/07/2017
В новосибирском Академгородке прошла конференция по высокопроизводительному секвенированию в геномике
Ученые из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН представили новые методы, использующие NGS секвенирование, уникальные для нашей страны, на II Всероссийской конференции "Высокопроизводительное секвенирование в геномике", прошедшей в новосибирском Академгородке. 2453
-
19/09/2016
Михаил Федорук: наше сотрудничество с Таиландом развивается с хорошей динамикой
Исследовательский центр продовольственной безопасности (НГУ) и Школа биоресурсов и технологий Технологического университета им. Короля Монгкута Тонбури (Таиланд) уже осуществляют ряд совместных проектов. 2392
-
13/05/2020
Безопасный способ борьбы с тромбозами при коронавирусе предложили сибирские ученые
Как известно, одна из главных причин высокой летальности от коронавирусной инфекции — ассоциированная пневмония. Принципиально важно, что это не обычная бактериальная патология, а острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС). 586
-
15/11/2019
Александр Чернявский: сильным и энергичным людям не всегда получается найти общий язык друг с другом
АЛЕКСАНДР ЧЕРНЯВСКИЙ, хирург с 35-летним стажем, в этом году начал исполнять обязанности руководителя клиники Мешалкина. В интервью «Континенту Сибирь» он рассказал о том, как клиника сумела преодолеть проблемы, с которыми столкнулась в этом году, и как планирует работать дальше. 776
-
03/11/2017
В ИЦиГ СО РАН прошли переговоры о сотрудничестве с Академией сельскохозяйственных наук Китая
1 ноября ФИЦ "Институт цитологии и генетики СО РАН" посетила делегация представителей китайской науки и бизнеса. Главная цель визита - заключение соглашения о сотрудничестве, в рамках которого должны быть созданы два совместных селекционно-семеноводческих центра, один в Новосибирске (на базе ФИЦ ИЦиГ СО РАН), второй - в Пекине (Институт овощеводства и цветоводства). 1813