Биологи раскрыли хитрую стратегию смертоносной амёбы
Смертельно опасными микробами могут быть не только вирусы и бактерии, но и амёбы. К примеру, крошечный патоген вида Entamoeba histolytica, известный как дизентерийная амёба. Она заражает до 50 миллионов человек ежегодно, из которых около 100 тысяч погибают.
Недавно биологи сосредоточились на изучении точных механизмов действия паразита. Они исследовали то, как амёба наносит повреждения и предложили потенциальные варианты спасения от патогена.
"Мы обнаружили, что амёба "обкусывает" заражённые клетки. Этот механизм оставался непризнанным до недавнего времени, даже я не верил, что такое бывает в природе", — рассказывает соавтор нового исследования Уильям Петри (William Petri) из университета Вирджинии, который изучает дизентерийную амёбу вот уже двадцать лет.
Несмотря на то, что науке известен этот паразит уже более века, многие аспекты его природы по-прежнему остаются неизученными. Частично проблемы создаёт тот факт, что амёба ведёт себя крайне непредсказуемо. У многих заражённых пациентов вообще не наблюдается никаких симптомов: пока амёба живёт в кишечнике, она питается бактериями и не вызывает проблем. Но в некоторых случаях паразит нападает на клетки самого кишечника, что приводит к появлению диареи, кишечной язвы и абсцессу печени.
Такое заболевание называется амёбиазом. Оно является основной причиной смертности вследствие заражения паразитом. Так как передаётся заболевание преимущественно через грязную пищу и воду, наиболее распространено оно в развивающихся странах Африки, Латинской Америки и Южной Азии.
Амёба (светится зелёным светом) откусывает кусок от человеческой клетки (розовая) (фото Katherine Ralston).
Ранее исследователям было известно лишь то, какие опасные эффекты производит дизентерийная амёба. К примеру, что паразит поражает лишь те клетки, с которыми он вступал в непосредственный контакт, и что он связывается с этими клетками посредством особых сахаров — так называемых лектинов.
"Мы полагали, что каким-то образом амёба провоцирует отмирание клеток, а потом пожирает их. Поскольку амёбы обычно питаются посредством фагоцитоза — процесса, при котором одна клетка обволакивает и съедает другую — мы решили, что паразит сжирает мёртвые клетки целиком", — поясняет ведущий автор исследования Кэтрин Ролстон (Katherine Ralston), микробиолог из университета Вирджинии.
Чтобы удостовериться в своей правоте или, напротив, опровергнуть свою гипотезу, Ролстон решила провести микроскопию по новой технологии и проследить за движениями клеток. Объединившись с коллегами из университета имени Джавахарлала Неру в Нью-Дели, Ролстон и Петри поставили эксперимент. Они "подвесили" на амёбу и человеческие клетки люминесцентные маркеры так, чтобы за взаимодействиями было проще проследить.
"И тут мы увидели, что амёба "обкусывает" клетки. Это было поразительно. В течение одной минуты контакта паразиты обгладывали человеческие клетки и глотали их. Позже мы видели светящиеся фрагменты клеток внутри амёб. После первого "укуса" клетка погибала в течение последующих десяти минут", — рассказывает Ролстон.
В мышином кишечнике: ткань окрашена в зелёный цвет, а амёба — в синий (фото Katy Ralston, David Zemo).
Исследователи говорят, что паразиты казались ненасытными: чем больше они пожирали клетку, тем быстрее они кусали в следующий раз и тем крупнее оказывались заглоченные куски. Но как только клетка умирала, амёба теряла свой интерес к жертве и приступала к следующей клетке. Как клетки кишечника, так и эритроциты пострадали одинаково в ходе эксперимента.
Позднее опыт повторили в кишечнике мыши, клетки которого также люминесцировали. Паразиты ворвались в кишечник и начали активно поглощать его клетки, уничтожая одну за другой — точно так же, как это происходило в случае с образцами ткани человека.
Пока что остаётся непонятным, как именно амёба "откусывает" части клеток. Исследователи предполагают, что паразит трансформируется каким-то образом, связывается с клетками лектинами и постепенно медленно убивают живую ткань. Потенциальным способом лечения может быть некий парализатор амёбы, который не позволит ей сделать укус, а также генетическая модификация, которая заблокирует производство лектина.
Полученные результаты учёные описали в статье, которая вышла в журнале Nature. Дальнейшее изучение механизма воздействия амёбы на организм продолжается.
