Какой бы патоген ни проник к нам в организм, одними из первых его встречают клетки-фагоциты. В иммунной системе некоторые из клеток способны активно поглощать частицы из окружающей среды – с тем, чтобы потом их переварить внутри себя.
Весь процесс называется фагоцитозом, а у клеток, соответственно, есть звание фагоцитов, причём среди них есть подгруппа так называемых профессиональных фагоцитов – это макрофаги, моноциты, нейтрофилы и ещё некоторые разновидности. Они поглощают бактерии и эукариотических паразитов, вроде токсоплазм, поедают погибшие или умирающие клетки, подбирают подозрительный молекулярный мусор. Причём иммунные фагоциты не просто всё это переваривают. В зависимости от того, с чем они столкнулись, они оповещают другие иммунные клетки, чтобы те предприняли дальнейшие шаги по защите от инфекции (или, наоборот, ничего не предпринимали).
Однако бывает так, что паразит, поглощённый иммунным фагоцитом, продолжает жить внутри него. Можно предположить, что паразит выделяет некие химические вещества, которые отключают переваривающие ферменты, или, скажем, блокируют молекулярные сигналы, оповещающие внутриклеточные системы о том, что в клетке появился патоген, который нужно уничтожить. Но всё может быть иначе, по крайней мере, в некоторых случаях: в статье в PNAS Янь Юй (Yan Yu) и другие сотрудники Университета Индианы пишут, что паразиты остаются целыми внутри клетки-фагоцита просто потому, что проникают в неё с усилием.
Исследователи экспериментировали с токсоплазмой – знаменитым паразитом, который влияет на поведение грызунов (и не только грызунов). Токсоплазма относится к тем патогенам, которые нашли способ оставаться в живых внутри иммунных фагоцитов. Когда паразит входит в контакт с клеткой, он вовсе не пробивает клеточную мембрану насквозь. Мембрана остаётся целой, прогибаясь и формируя пузырёк-вакуоль, в котором заключена капля жидкости из окружающей среды с паразитом; вакуоль отшнуровывается от мембраны и погружается вглубь клетки.
В случае с фагоцитирующей клеткой на внешней мембране сидят рецепторы, которые ощупывают то, что им встретилось, и передают сигналы внутри клетки. Рецепторы не впаяны намертво в мембрану, они перемещаются по ней, взаимодействуя друг с другом, с веществами снаружи, с молекулярными передатчиками внутри клетки. И когда с клеткой-фагоцитом взаимодействует нечто подозрительное, на мембране формируется так называемый фагоцитирующий синапс: молекулярный комплекс в особой конфигурации, который отправляет «пищеварительный» сигнал внутрь клетки. По этому сигналу к вакуоли с паразитом подплывёт пузырёк-лизосома с расщепляющими ферментами. Но если паразит надавит на мембрану в момент формирования поглощающего пузырька, фагоцитирующего синапса не сформируется. Из-за физического давления мембранные белки не смогут организоваться так, чтобы передать сигнал, и паразит сможет беззаботно плавать в вакуоли по клетке. Можно сказать, что если паразит энергично вламывается в клетку, то безопасность ему обеспечена.
С токсоплазмой всё именно так и происходит: она активно давит на мембрану клетки, с которой столкнулась, не давая активироваться сторожевым рецепторам, и дальше спокойно развивается и размножается в вакуолях. Исследователи показали это на токсоплазмах, которых лишали подвижности. Неподвижных паразитов клетки-фагоциты быстро переваривали, но если с помощью магнитного пинцета обездвиженных токсоплазм слегка вдавливали в клеточную мембрану, после проникновения в клетку они оставались целы. Точно так же целыми оставались дрожжи, которые попадали в клетку под давлением. То есть этот механизм защиты работает не только для токсоплазм, но, вероятно, для любых паразитов, у которых хватает сил, чтобы вломиться в клетку и тем самым обеспечить себе безопасность. С другой стороны, «физический» способ тут может работать с «химическим» (то есть у паразитов действительно могут быть в арсенале вещества, блокирующие тревожные иммунные сигналы), и для каждого паразита, который способен выживать в клетке, нужно выяснить отдельно, как ему это удаётся.
Автор: Кирилл Стасевич