Спирохеты Borrelia burgdorferi, компьютерная анимация. Иллюстрация: FramePool.
В кровь человека B. burgdorferi попадают с укусом зараженного клеща, затем разносятся по всему телу, последствием чего становятся боли в суставах и всякие неврологические проблемы, в комплексе известные как клещевой боррелиоз, или болезнь Лайма. Но чтобы проникнуть из крови в суставы и разные внутренние органы и сформировать там воспалительные очаги, бактериям необходимо свое движение контролировать – нельзя беспечно отдаваться на волю кровотока. Биологи знают, что B. burgdorferi способны входить в поток крови и выходить из него, но подробностей и детального объяснения данных процессов до сих пор у них не было.
Для поиска ответов биолог Тара Мориарти из Торонтского университета (Канада) вместе с коллегами устлали специальные потоковые камеры клетками человеческого эндотелия, смоделировав внутреннюю среду кровеносного сосуда. С помощью высокомощных микроскопов ученые могли наблюдать, что происходит с бактерией, перемещающейся по камере вместе с клетками крови, а компьютерная программа позволяла точно отслеживать все ее ужимки.
Выяснилось, что B. burgdorferi производят белок BBK32, который помогает им формировать особые нековалентные связи с эндотелиальными клетками. В условиях механического стресса эти связи усиливаются, что позволяет бактерии удерживаться на эндотелии, противостоя давлению потока. Кроме того, она задействует структуры, напоминающие веревки для банджи-джампинга, чтобы выравнивать и перераспределять нагрузки на эти связи. Когда боррелия разрывает одну связь, нагрузка переносится на другую, и это позволяет бактерии размеренно «шагать» по эндотелию, ни разу не теряя с ним контакта.
Интересно, что точно так же по эндотелию перемещаются и белые кровяные тельца – лимфоциты, боевая основа нашего иммунитета. Молекулярные механизмы такого движения у них другие, однако сам принцип на удивление схож. Ученые даже говорят о конвергентной эволюции боррелий и лимфоцитов, которую предопределила жизнедеятельность в одних и тех же условиях среды.
Есть у B. burgdorferi и еще одно приспособление, помогающее контролировать движение в кровотоке, – это внутренние жгутики, расположенные в периплазме бактерии, то есть в пространстве между внешней и плазматической мембранами (на иллюстрации выше). От 7 до 11 таких жгутиков крепятся к концам бактерии и обеспечивают ее «сверление» сквозь пространство и время, причем создаваемая ими сила превышает ту, что пытается оторвать боррелию от стенки кровеносного сосуда, выяснили биологи.
«Все это означает, что бактерии достаточно сильны, чтобы преодолеть испытания, которым они подвергаются в потоке кровищи, а значит, теоретически они достаточно сильны, чтобы добраться до места, где могут покинуть кровоток», – говорит ассистент-профессор Мориарти. Иными словами, в случае укуса болезнетворного клеща могучие потоки нашей кровеносной системы, сковыривая со стенок сосудов особенно хилых боррелий, могут лишь отсрочить заражение болезнью Лайма, но рано или поздно бактерии дойдут до любых наших органов, остается лишь нервно дожидаться. Еще не вечер, поет болезнь Лайма, еще не вечер.
Текст: Виктор Ковылин. По материалам: Science News
Научная статья: Cell Reports (Epady et al., 2016)
Свежие комментарии