В рамках трансатлантического сотрудничества исследователи группы Коди Равичандрана (Центр исследования воспаления VIB-UGent) и Медицинской школы университета Вирджинии (Шарлоттсвилль, штат Вирджиния, США) выявили способность кишечных бактерий использовать питательные вещества, которые выделяются при распаде гибнущих клеток, в качестве источника соединений и энергии для развития кишечных инфекций.
Две, на первый взгляд, разные области давно являются объектами пристального исследования ученых: каким образом происходит колонизация кишечника бактериями, и как гибнут клетки человека. Но как происходит взаимодействие между этими двумя процессами?
По словам Коди Равичандрана (Центр исследований воспаления VIB-UGent), в течение нескольких десятилетий ученые знали, что сам процесс гибели клеток косвенно может влиять на протекание бактериальных инфекций, изменяя иммунные реакции организма. Также активно исследуется то, как гибнущие клетки способны общаться со своими соседями. Си-Джей Андерсон, научный сотрудник, намеревался выяснить следующее: если гибнущие клетки секретируют факторы, которые распознаются и воспринимаются соседними здоровыми клетками, то что мешает другим организмам, таким как кишечные бактерии, распознавать те же самые соединения?
Используя клеточные культуры и системы здоровых тканей мышей, авторы обнаружили, что когда эпителиоциты кишечника гибнут, в них активно синтезируются и ими же выделяются определенные молекулы. Интересно, что кишечные бактерии, такие как сальмонеллы и кишечные палочки, способны непосредственно распознавать и утилизировать эти молекулы.
Исследователи выявили эту взаимосвязь (т. н. «индуцированное смертью выделение питательных веществ» — от англ. death-induced nutrient release
[DINNR]) в патогенезе нескольких заболеваний. Кишечные бактерии могут
использовать молекулы, выделяющиеся при гибели клеток, для облегчения
собственной колонизации при пищевых отравлениях, воспалительных
заболеваниях (к примеру, неспецифическом язвенном колите [НЯК] или
болезни Крона) и мукозите вследствие химиотерапии. Токсические
проявления со стороны желудочно-кишечного тракта являются одним из
основных побочных эффектов у онкологических больных, получающих
химиотерапию; из-за них часто приходится изменять систему дозирования,
что может снизить эффективность терапии. Кроме того, у больных со
злокачественными образованиями, получающих химиотерапию, выявляется
значительно больший риск развития сопутствующих инфекций.
Андерсон заявляет, что данная взаимосвязь между химиотерапией и бактериальными инфекциями была особенно интересна для исследователей. В отличие от пищевых токсикоинфекций или обострений НЯК или болезни Крона, когда пациенты не осведомлены о дебюте заболевания/начале обострения, врачи точно знают сроки введения химиотерапевтических препаратов онкологическим пациентам. Это свидетельствует о наличии терапевтического окна, во время которого можно попытаться разработать своего рода комбинированную терапию для ограничения получения бактериями этих веществ.
Исследователи также обнаружили, что ограничение высвобождения определенных питательных веществ из гибнущих клеток без торможения непосредственно процесса клеточной смерти может защитить животных от развития инфекции. По словам Андерсона, из этого можно сделать выводы для разработки лекарственных средств в будущем. Для ученых было захватывающим то, что не нужно «обманывать» саму смерть, чтобы получить некоторую степень защиты. Нет нужды искать Святой Грааль. Если ученые смогут изменить или ограничить воздействие некоторых из этих питательных веществ, которые высвобождаются во время гибели клеток, есть надежда на улучшение возможностей лечения. Как и в случае любого фундаментального исследования, предстоит еще много работы, но теоретическая основа будущих методов лечения уже есть.
