Ученые из Университета Ла Троба обнаружили ранее неизвестный биологический процесс, который может объяснить, как вирусы перемещаются по организму. Это открытие также может дать новые идеи для разработки методов лечения, которые будут лучше поддерживать работу иммунной системы.
Исследование опубликовано в Nature Communications. В нем ученые по-новому посмотрели на то, что происходит, когда клетки умирают и затем удаляются из организма.
Работой руководила аспирантка Стефани Раттер в лаборатории профессора Ивана Пуна в Институте молекулярных наук Ла Троба. Команда выяснила, что процесс клеточной смерти устроен гораздо сложнее и организованнее, чем считалось раньше.
Когда клетки подходят к концу своего жизненного цикла и начинают самоуничтожаться, они проходят через серию физических изменений. Исследователи заметили, что умирающие клетки меняют форму, отделяются от соседних структур и оставляют после себя особый остаток. Ученые назвали его «следом смерти».
Внутри этого остатка команда обнаружила ранее неизвестный тип внеклеточных пузырьков — Extracellular Vesicles, или EV.
Такие пузырьки — это микроскопические частицы, которые клетки выпускают наружу. Они переносят белки, липиды, ДНК и РНК к другим клеткам и играют важную роль в клеточной коммуникации по всему телу.
Новые пузырьки получили название F-ApoEVs. Они остаются там, где погибла клетка, и работают как своеобразные “хлебные крошки”: помогают иммунной системе найти и убрать клеточные остатки до того, как они вызовут нежелательное воспаление.
Но затем исследователи обнаружили неожиданный поворот.
В лабораторных экспериментах с клетками, зараженными гриппом, ученые увидели, что вирусы могут использовать этот естественный механизм уборки в своих целях. Вирусные частицы смогли прятаться внутри F-ApoEVs. Потенциально это может помогать инфекции распространяться на соседние клетки, оставаясь скрытой внутри обычного процесса удаления клеточного мусора.
Профессор Пун, директор Исследовательского центра внеклеточных пузырьков, сказал, что эти выводы могут быть важны для будущих методов лечения. По его словам, понимание такого базового биологического процесса может открыть новые направления исследований и помочь разработать терапии, которые используют эти механизмы, чтобы иммунная система лучше боролась с болезнями.
Он отметил, что каждый день миллиарды клеток запрограммированно умирают в рамках нормального обновления организма и развития болезней. До сих пор считалось, что фрагментация клеток во время смерти — процесс довольно случайный и простой.
Но новые данные показывают, что этот процесс намного сложнее. Каждый его этап важен для того, чтобы умирающая клетка эффективно распалась и была убрана иммунной системой.
Стефани Раттер объяснила, что результаты подчеркивают важность общения между клетками и показывают, как вирусы могут манипулировать этими биологическими системами.
По ее словам, известно, что организм удаляет фрагменты мертвых клеток, чтобы они не задерживались и не вызывали воспаление или аутоиммунные заболевания, такие как системная красная волчанка. Исследователи увидели, что F-ApoEVs быстро удаляются с места клеточной смерти.
Но ученые не ожидали, что вирусы тоже смогут использовать этот процесс и вызывать инфекцию, скрываясь внутри F-ApoEVs.
Команда считает, что открытие может со временем улучшить понимание как инфекционных заболеваний, так и аутоиммунных нарушений. Это, в свою очередь, может привести к новым стратегиям лечения.
Раттер добавила: чем лучше ученые понимают клеточную смерть и то, что происходит с клетками после гибели, тем лучше они могут разбираться в механизмах болезней и искать новые способы лечения.
Соавтор исследования доктор Джорджия Аткин-Смит из WEHI отметила, что понимание того, как умирающие клетки общаются с иммунной системой, очень важно, потому что клеточная смерть связана с широким кругом заболеваний.
По ее словам, исследование показало, что умирающие клетки могут продолжать “говорить из могилы” и влиять на работу иммунитета.
