«Нейтрофилы, наиболее распространенный тип лейкоцитов, обычно являются одними из первых иммунных клеток в очаге инфекции, и у них есть широкий набор возможных ответов», — говорит ведущий исследователь д-р Астрид Обермайер (Университет Зальцбурга). "К ним относятся поедание микробов (процесс, называемый фагоцитозом) и отправка сигналов для набора других типов иммунных клеток.«В 2004 году было обнаружено, что они также могут ловить микробы с помощью ловушек, сделанных из нитей ДНК с прикрепленными к ним антимикробными белками (внеклеточные ловушки нейтрофилов — СЕТИ). Это происходит, когда нейтрофилы подвергаются особой форме гибели клеток, называемой НЕТозом.
Во время НЕТоза присутствие болезнетворных микроорганизмов стимулирует ферменты нейтрофилов к преобразованию и разложению белков, называемых гистонами, которые удерживают ДНК плотно свернутой спиралью. Это вызывает набухание ядра, за которым следует разрыв ядерной оболочки, высвобождая ДНК в основную часть клетки.
Здесь бактерицидные и пищеварительные ферменты прикрепляются к деконденсированной ДНК. В конце концов, клеточная мембрана разрывается, высвобождая СЕТИ во внеклеточное пространство, где они непосредственно уничтожают микробы и действуют как барьер для предотвращения распространения болезни.
«Хотя нетоз в отдельных ячейках хорошо задокументирован, сети обычно образуют сложные и непрерывные сети, и было неясно, как формируются эти взаимосвязанные паттерны», — говорит д-р Обермайер. Чтобы исследовать это, исследователи использовали различные высококвалифицированные методы микроскопии нейтрофилов мышей и людей.
К ним относятся мечение клеток флуоресцентными антителами, которые распознают белки, специфичные для NET, и создание изображений 3D-структуры NET с большой глубиной резкости с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM).
Обработав клетки химическим стимулом, исследователи смогли искусственно запустить образование NET и зафиксировать каждую стадию процесса. Они обнаружили, что нейтрофилы производят свои сети аналогично тому, как паук плетет свою паутину. Сначала они прикрепляют нить ДНК к препятствию, а затем отползают от него, позволяя ДНК расплетаться в длинную цепочку.
Позже нить рассеивается, образуя сетчатую структуру. «Очень часто эти нити натягиваются на другие нейтрофилы или проходят мимо них, и этот контакт, по-видимому, активирует образование NET в этих клетках, что приводит к цепной реакции», — говорит д-р Обермайер. Это объясняет, как небольшое количество ячеек может создавать такие взаимосвязанные ловушки на больших площадях.
В эволюционном плане внеклеточные ловушки являются древней защитной стратегией, и они встречаются даже у беспозвоночных, таких как крабы или мидии. «Сети представляют собой очень быстрый защитный механизм широкого спектра действия врожденной иммунной системы, но они могут действовать как палка о двух концах», — говорит д-р Обермайер. "Поскольку ферменты неспецифичны, они также могут действовать против тканей хозяина.«В будущем д-р Обермайер планирует разработать методику наблюдения за НЕТозом в живых клетках и исследовать, формируются ли НЭО по-разному в зависимости от типа инфекции.