Ученые из Института Фрэнсиса Крика выяснили, что удаление поврежденных и старых клеток, или аутофагия, играет важную роль в защите организма от бактерий, проникающих в клетки, таких как возбудитель туберкулеза. Они определили роль генов ATG7 и ATG14 в регуляции деятельности макрофагов, которые ограничивают размножение возбудителя туберкулеза. Результаты работы открывают новые возможности в лечении туберкулеза. Статья опубликована в журнале Nature Microbiology.
С незапамятных времен человечество борется с туберкулезом. Mycobacterium tuberculosis (Mtb) — микобактерии туберкулеза плохо поддаются лечению и требуют специальной комплексной терапии, включающую в себя диету, фармакотерапию, климатолечение, налаживание социальных и гигиенических условий и так далее. Особенно трудно врачам бороться с туберкулезом, который вызван устойчивыми к антибиотикам бактериями. Это серьезная проблема для фтизиатров по всему миру.
В новой работе ученые исследовали гены, отвечающие за уклонение от аутофагии у Mtb. Они вырастили человеческие иммунные клетки, макрофаги, из специализированных стволовых клеток, способных становиться клетками любого типа в организме. Затем исследователи отредактировали геном, чтобы управлять способностью макрофагов переваривать поврежденные клетки. В частности, ученые удалили с помощью системы CRISPR/Cas9, своего рода «биологических ножниц», ключевые для аутофагии гены — ATG7 и ATG14. Также они заразили клетки возбудителем туберкулеза. В таких условиях бактериальная инфекция закрепилась, размножаясь в модифицированных макрофагах и вызывая массовую гибель клеток-хозяев. Такие результаты указывают на значимость аутофагии в борьбе с внутриклеточными инфекциями. «Поскольку иммунотерапия задействует иммунную систему для борьбы с раком, усиление этой защиты с помощью терапии, направленной на хозяина, может стать ценным новым инструментом в борьбе с инфекциями, особенно с теми, которые становятся устойчивыми к антибиотикам», — рассказал Берен Айлан из Института Фрэнсиса Крика.
Чтобы изучить уклонение микобактерий туберкулеза от аутофагии, авторы создали четыре генетических варианта Mtb. В первом все гены были на своем месте. Во втором варианте, ΔesxBA, ученые удалили гены ATG7 и ATG14. Еще два варианта исследователи лишили по одному гену соответственно. В результате там, где не хватало связанных с аутофагией генов, возбудитель туберкулеза начинал активнее размножаться.
Гены ATG7 и ATG14 играют роль в регуляции слияния фагосом, содержащих Mtb, с лизосомами, тем самым запирая бактерий внутри клетки. Ученые пришли к выводу, что ATG7 и ATG14 необходимы для ограничения размножения Mtb в макрофагах человека.
Теперь команда планирует искать лекарственные соединения, которые можно было бы использовать для целенаправленного усиления аутофагии. Это позволит бороться с бактериями с множественной лекарственной устойчивостью, с раковыми клетками, вирусами, а также усиливать действие антибиотиков.
Автор: Евгения Субачева.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
