Исследование международного коллектива ученых помогло понять, почему мы не заражаемся спорами плесени, хотя вдыхаем их ежедневно в большом количестве.
Оказалось, что клетки иммунитета поглощают споры и инициируют в них запуск программы клеточного самоубийства. Ученые обнаружили ключевой белок, который препятствует самоуничтожению спор. Подавление его активности поможет организму справиться с заражением, даже если оно произошло.
В быту нас окружает огромное количество микроорганизмов, среди которых плесневые грибы из рода Aspergillus. Эти грибки размножаются спорами, которые потенциально могут прорасти на любом питательном субстрате, в том числе у нас в легких. Человек вдыхает до миллиарда спор ежедневно, однако это не приводит к развитию заболевания, так как споры в норме уничтожаются клетками иммунитета (нейтрофилами и макрофагами) в дыхательных путях.
Для людей с подавленным иммунитетом — в том числе, пациентов, перенесших пересадку органов или костного мозга и принимающих иммуносупрессанты — болезни, вызываемые плесневыми грибками, являются реальной угрозой. У таких людей споры действительно могут прорасти в легких и привести к развитию инвазивного аспергиллеза. Кроме того, аспергиллезы в более легкой форме часто сопровождают людей, у которых уже есть проблемы с дыхательными путями — больных астмой, туберкулезом и хронической обструктивной болезнью легких.
В новой работе сотрудники исследовательских центров США, Израиля и Германии раскрыли механизм уничтожения спор иммунными клетками и показали, что подавление активности противоапоптозного белка Bir1 помогает мышам справиться с инфекцией грибком Aspergillus fumigatus.
Грибковые патогены при попадании в организм захватываются нейтрофилами, которые уничтожают первых при помощи окислительного стресса и выброса свободных радикалов. Ученые обнаружили, что атака нейтрофилов приводит к запуску в спорах механизма, подобного апоптозу — программируемой клеточной смерти. Несмотря на это, споры иногда отказывались «совершить самоубийство», выживали и прорастали даже после «проглатывания» их иммунными клетками.
В клетках млекопитающих есть белки, препятствующие развитию реакции апоптоза. Один из них, под названием Survivin, часто активируется в раковых клетках. Он рассматривается как перспективная мишень в терапии рака, существуют вещества, подавляющие его активность (ингибиторы). Авторы работы обнаружили у Aspergillus fumigatus похожий белок, кодируемый геном BIR1. Искусственное повышение экспрессии этого гена в спорах аспергилла привело к получению «суперзаразных» спор, которые с высокой частотой приводили к развитию заболевания у мышей. Исследователи подтвердили, что белок Bir1 действительно не дает спорам «самоуничтожиться» и тем самым повышает их выживаемость при встрече с нейтрофилами.
Ученые попробовали подавить активность Bir1 при помощи ингибитора белка Survivin. Для этого мышам, зараженным спорами аспергилла, вводили через дыхательные пути это вещество. Препарат привел к снижению выживаемости спор в дыхательных путях и увеличил количество выздоровевших животных. Таким образом, авторы работы не только установили механизм выживания спор в организме, но и нашли потенциальный способ снизить вероятность развития инфекции. Аспергиллезами страдают не только люди, но и птицы. Недавно мы писали о том, как ученые подобрали безопасную дозу противогрибкового препарата для лечения пингвинов.
Исследование опубликовано в журнале Science.
Автор: Дарья Спасская