Ученые обнаружили компонент процесса клеточной смерти, который может сыграть важную роль в разработке более эффективной стратегии борьбы с инфекциями. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Исследователи из Медицинской школы Университета Дьюка и Медицинской школы UNC совместно с коллегами из Университета Вирджинии определили функцию каспазы-7, фермента, который является частью программы самоуничтожения клеток. Хотя специалисты знали, что этот фермент участвует в процессе, его точная функция была неясна.
По словам старшего автора исследования Эдварда Мяо, доктора медицинских наук, профессора иммунологии, молекулярной генетики и микробиологии Университета Дьюка, каспаза-7 запускает серию событий, которые позволяют клетке умереть упорядоченным образом.
Упорядоченная гибель клеток необходима для иммунного ответа. Однако без фермента умирающая клетка может взорваться с силой и нанести побочный ущерб.
Поэтому исследование закладывает основу для изучения интересных терапевтических применений, особенно если каспазу-7 можно будет регулировать или блокировать.
В ходе исследования ученые обнаружили, что каспаза-7 служит механизмом синхронизации клеточной смерти. Она активирует белок под названием кислая сфингомиелиназа или ASM, который запускает механизм восстановления клеточной мембраны, что, в свою очередь, дает клетке достаточно времени, чтобы привести свои дела в порядок перед смертью.
Чтобы определить функцию фермента каспазы-7, команда исследовала различные модели инфекции у генетически измененных мышей и культивированные ткани кишечника. Они изучали роль каспазы-7 в двух типах упорядоченной клеточной смерти – вытеснении и апоптозе.
Роль каспазы-7 была различной в контексте различных патогенов – сальмонеллы, листерии и редкого патогена под названием Chromobacterium.
При сальмонелле клетки подвергаются упорядоченной клеточной смерти, называемой экструзией. В этом контексте исследователи обнаружили, что отсутствие каспазы-7 вызывало ненужную гибель здоровых клеток, что являлось побочным ущербом для близлежащих инфицированных клеток, неспособных отделиться или экструдировать от своих соседей.
У хромобактерий и листерий умирающие клетки обычно проходят процесс, называемый апоптозом, или запрограммированной клеточной смертью. Отсутствие каспазы-7 позволило бактериям пережить атаку иммунной системы, предположительно потому, что их инфицированная клетка-хозяин не успела выполнить какую-то апоптотическую задачу перед взрывом.
Если каспазой-7 можно будет манипулировать, то, по словам Мяо, потенциальным применением может стать изучение возможности использования этого фермента в качестве триггера клеточной смерти для преодоления устойчивости к антибиотикам.
Также отмечается, что фермент может играть важную роль в запуске иммунной системы для борьбы с раком.
