Международная группа исследователей обнаружила крайне любопытную способность клеток млекопитающих «поедать» и «переваривать» вирусы, убивающие бактерий. Ученые назвали это очередным примером возможного симбиоза млекопитающих и живущих вместе с ними бактерий, а также возможностью повышения эффективности лечения инфекций, устойчивых к антибиотикам.
Взаимодействие бактериофагов с клетками млекопитающих в представлении художника / © T2Q and Barr Lab
На поверхности и внутри тела человека живет огромное количество микроорганизмов — бактерий, грибов и архей. По разным оценкам, общее число клеток этих микробов либо равно, либо до трех раз превышает число клеток самого человека. При этом многие из них живут в организме, не причиняя никакого вреда, а иногда и на взаимовыгодных условиях, как, например, бифидо- и лактобактерии кишечника.
Помимо перечисленных микробов, кожа, ротовая полость, легкие и кишечник человека населены различными бактериофагами — вирусами, заражающими и убивающими бактерии. Бактериофаги, или просто фаги, распространены повсеместно в окружающей среде, поэтому тело человека, густонаселенное их потенциальной добычей, не служит для них исключением. Особенно заметное влияние фаги оказывают на кишечник, поскольку активно участвуют в постоянном изменении микробиома, убивая одни бактерии и давая возможность размножиться другим на протяжении всей человеческой жизни.
В ранних исследованиях было показано, что клетки млекопитающих способны поглощать фаги, но делать это в основном неспецифически, путем так называемого макропиноцитоза. Это означает, что клетка, поглощая некий объект из межклеточного пространства, специальным образом не определяет его природу. Следовательно, это может быть как питательное вещество, так и вирус. Лишь в редких случаях фаги проникают в клетку млекопитающих, активируя специальный рецептор на поверхности этой клетки.
Авторы нового исследования, опубликованного в журнале PLOS Biology, решили изучить иммунный ответ клеток млекопитающих на поглощенный в результате процесса макропиноцитоза вирус. Ученые выяснили, что модельные фаги Т4 не активируют воспалительные процессы. Вместо этого они запускают сигнальные пути, которые регулируют метаболизм, способствуют клеточному росту и выживанию. Значит, клетки млекопитающих воспринимают фаги как обогащенные питательными веществами наборы нуклеотидов, завернутые в оболочку из аминокислот.
«Предварительные результаты этого исследования дают новое представление о влиянии фагов на клеточные системы млекопитающих с потенциальной возможностью применения в областях иммунологии, фаговой терапии, микробиома и здоровья человека. Кроме того, эта работа сообщает о дополнительном виде положительного влияния, которые бактериофаги могут оказывать на своих хозяев-млекопитающих. Это имеет особое значение, учитывая распространенное применение фаговой терапии для лечения инфекций, устойчивых к антибиотикам», — заключили авторы исследования.
В последующих работах ученые планируют определить причину, по которой клетки млекопитающих рассматривают фаговые частицы в качестве ресурсов, и узнать, эволюционировали ли они специально посредством такой адаптации, чтобы извлечь выгоду из процесса макропиноцитоза этих вирусов.
