Вторник, 27 февраля, 2024
ДомойБиологияУченые обнаружили ранее неизвестный белок, способный сохранять клетки человека здоровыми

Ученые обнаружили ранее неизвестный белок, способный сохранять клетки человека здоровыми

- Advertisement -

Клетки человека: ядра клеток (голубой), митохондрии (пурпурный) и Коксиелла Бернетии белок MceF (желтый). Рисунок свидетельствует о совместном расположении MceF с ​​клеточными митохондриями. Фото: Робсон Кригер Лотерио.

Исследователи обнаружили ранее неизвестный белок с антиоксидантными свойствами, вырабатываемый Коксиелла Бернетии, Грамотрицательная внутриклеточная бактерия. Этот прорыв предполагает появление новых потенциальных методов лечения аутоиммунных заболеваний и рака.

Исследователи из Университета Сан-Паулу в сотрудничестве с австралийскими коллегами обнаружили уникальный бактериальный белок, способный сохранять клетки человека здоровыми, даже если клетки имеют тяжелую бактериальную нагрузку. Этот прорыв открывает потенциал для разработки новых методов лечения различных заболеваний, связанных с митохондриальной дисфункцией, включая рак и аутоиммунные заболевания. Митохондрии, электростанции клетки, необходимы для обеспечения энергии, необходимой для клеточных биохимических реакций.

Статья об исследовании опубликована в журнале ПНАС. Исследователи проанализировали более 130 белков, выделяемых Коксиелла Бернетии когда эта бактерия проникла в клетки-хозяева и обнаружила, что по крайней мере одна из них способна продлевать долговечность клеток, воздействуя непосредственно на митохондрии.

После проникновения в клетки-хозяева C. burnetii высвобождает неизвестный до сих пор белок, который авторы называют митохондриальным эффектором Coxiella F (MceF). MceF взаимодействует с глутатионпероксидазой 4 (GPX4), антиоксидантным ферментом, расположенным в митохондриях, улучшая функцию митохондрий, способствуя антиоксидантному эффекту, который предотвращает повреждение и смерть клеток, которые могут возникнуть, когда патогены размножаются внутри клеток млекопитающих.

«C. burnetii использует различные стратегии для предотвращения гибели инвазированных клеток и размножения внутри них. Одним из них является модуляция GPX4 с помощью MceF, механизм, который мы обнаружили и о котором сообщили в этой статье. Перераспределение этих белков в клеточных митохондриях позволяет клеткам млекопитающих жить дольше, даже если они заражены очень большой бактериальной нагрузкой», — сказал Дарио Замбони, один из авторов статьи и профессор Медицинской школы Рибейран-Прету (FMRP). -USP).

Исследование было проведено в Центре исследований воспалительных заболеваний (CRID), одном из центров исследований, инноваций и распространения (RIDC) FAPESP, в сотрудничестве с Хейли Ньютон, профессором Университета Монаша в Австралии. Финансирование также было предоставлено FAPESP через проект, координируемый Замбони.

«По сути, мы обнаружили стратегию, используемую C. burnetii чтобы клетки оставались здоровыми дольше и при этом интенсивно размножались. Мы обнаружили, что его белок MceF перенаправляет GPX4 в митохондрии, где он действует как мощный антиоксидант, детоксицируя инфицированную клетку и предотвращая старение клеточных компонентов, одновременно обеспечивая репликацию бактерии», — сказал Робсон Кригер Лотерио, первый автор статьи. который произошел от его доктора философии. исследовать.

клеточный биолог

C. burnetii является возбудителем серьезной инфекции, называемой Ку-лихорадкой, относительно распространенного, но редко диагностируемого зооноза. По мнению авторов, вспышки в сельском хозяйстве становятся «все более значительным бременем для экономики и общественного здравоохранения».

Бактерия вызывает атипичную пневмонию у людей и коксиеллез у некоторых животных, таких как крупный рогатый скот, овцы и козы. Замбони объяснил, что он хорошо адаптирован для проникновения и контроля макрофагов и моноцитов – лейкоцитов, которые являются частью передовой иммунной защиты организма – подавляя реакцию хозяина на инфекцию.

«Интерес углубленного изучения этой бактерии заключается именно в ее способности нарушать функции клеток. В отличие от других бактерий, которые вызывают заболевание только тогда, когда они размножаются до достижения больших цифр, одиночный C. burnetii этого достаточно, чтобы заболеть здоровый человек. Таким образом, он действует эффективно, модулируя клетки, в которые он проникает. Мы в шутку называем его блестящим клеточным биологом из-за его способности модулировать все в клетках-хозяевах», — сказал Замбони.

Еще один интересный аспект C. burnetiiОн добавил, что он размножается в клетках около недели. Для сравнения, Сальмонеллавызывающий тяжелое пищевое отравление, вызывает гибель клеток-хозяев менее чем за 24 часа.

«Наблюдение C. burnetii это хороший способ узнать о том, как функционируют клетки. В случае этого исследования оно помогло нам понять, как лечить митохондриальную дисфункцию, и дало представление о запрограммированной гибели клеток у людей», — сказал он.

Чтобы проанализировать способность бактерии разрушать макрофаги и действовать непосредственно на митохондрии, исследователи провели анализы in vitro и эксперименты с участием личинок большой восковой моли.Галерея меллонелла). На первом этапе исследования они исследовали более 80 новых белков из С. burnettii с потенциалом взаимодействовать с клетками-хозяевами и нарушать их функционирование. «В конечном итоге мы сосредоточились на MceF, поскольку он действует непосредственно на митохондрии, которые играют ключевую роль в процессе гибели клеток», — сказал Замбони.

Теперь группа продолжит исследования по двум направлениям: одно направлено на более глубокое понимание других представляющих интерес белков, а другое включает биохимические исследования, чтобы узнать больше о том, как MceF влияет на GPX4.

«Самое приятное в этом исследовании то, что, изучая бактерию, мы многое узнаем о клеточной передаче сигналов, гибели клеток и новых способах обращения вспять митохондриальной дисфункции. Нам не нужно изобретать новую технику. Этот процесс происходит уже во время взаимодействия бактерии с клетками-хозяевами», — сказал он.

Ссылка: «Коксиелла использует глутатионпероксидазу 4 для защиты клетки-хозяина от гибели клеток, вызванной окислительным стрессом» Робсон К. Лотерио, Дэвид Р. Томас, Уоррисон Андраде, Йи Вей Ли, Леонардо Л. Сантос, Даниэль П.А. Маскаренхас, Тьяго М. Штайнер, Джессика Кьяратто, Лаура Ф. Филден, Летисия Лопес, Лорен Э. Берд, Густаво Х. Голдман, Диана Стояновски, Николлас Э. Скотт, Дарио С. Замбони и Хейли Дж. Ньютон, 28 августа 2023 г., Труды Национальной академии наук.
DOI: 10.1073/pnas.2308752120

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме