Используя комбинацию человеческих или специально сконструированных мышиных клеток in vitro и in vivo на животных моделях, старший научный сотрудник Джуди Либерман, доктор медицинских наук; ведущий исследователь Фарох Дотивала, доктор философии, с группой, возглавляемой бразильским паразитологом Рикардо Газзинелли, доктором медицинских наук, DVM, обнаружили, что когда иммунная клетка-убийца, такая как Т-клетка или естественная клетка-киллер (NK), сталкивается с клеткой, инфицированной любой из трех внутриклеточных паразитов (Trypanosoma cruzi, Toxoplasma gondii или Leishmania major) высвобождает три белка, которые вместе убивают как паразита, так и инфицированную клетку:перфорин, открывающий дыру в мембране инфицированной клеткигранулизин, который проникает в клетку и атакует поверхность паразитагранзимы, которые проникают в паразита и запускают молекулярный каскад, убивающий паразитаВремя этой последовательности, по-видимому, строго регулируется, чтобы удалить паразитарную инфекцию, не давая ей возможности распространиться. Команда Либермана отметила, что в их модельной системе паразиты начали умирать в течение 15–30 минут, в то время как инфицированные ими человеческие или мышиные клетки умирали от 45 минут до часа позже. Их эксперименты также показали, что паразиты погибают только тогда, когда присутствуют все три белка.
Либерман, Дотивала и их команда были особенно поражены тем, насколько каскад, вызванный гранзимами, напоминает апоптоз, контролируемую форму клеточного самоубийства, которая помогает устранить поврежденные или потенциально раковые клетки. Они обнаружили, что гранзимы прерывают метаболизм в митохондриях паразита (клеточная энергетическая установка). Уровень токсичных молекул, называемых реактивными формами кислорода, впоследствии резко возрастает внутри паразита.
Вскоре после этого, как они отметили, происходят три вещи: ДНК паразита начинает конденсироваться, их ядра начинают фрагментироваться, а их мембраны начинают выпирать или пузыриться — все это признаки апоптоза.Эти сходства побудили команду окрестить процесс гибели клеток, запрограммированный микробами, или микроптоз.
Либерман отмечает, что ее лаборатория сообщила об аналогичной реакции на перфорин, гранулизин и гранзим во внутриклеточных бактериях в статье Cell 2014 года. «Принято считать, что запрограммированная смерть клеток происходит только в многоклеточных организмах», — сказал Либерман. «Но наша работа предполагает, что вы можете управлять запрограммированной смертью клеток даже у микробов. Я думаю, что это, вероятно, действительно древний путь».Паразитарные инфекции, такие как трипаносомоз и лейшманезис, остаются в значительной степени игнорируемой, но очень важной проблемой глобального здравоохранения.
Либерман считает, что открытия команды могут открыть новый подход к терапии этих состояний.«В то время как паразитарные ферменты, на которые действует микроптоз, похожи на ферменты млекопитающих, — сказала она, — они достаточно отличаются, чтобы было относительно легко разработать лекарства, которые нацелены на них и оставляют клетки пациента в покое».
