Сальмонелла отбирает холестерин у клетки-хозяина, чтобы защититься от обнаружения

У патогенных бактерий есть множество способов, которые они используют для ухода от защитных механизмов организма-хозяина. Зачастую эти способы основаны на белок-белковых взаимодействиях (ББВ) между бактериальными белками-эффекторами и белками зараженной клетки. Идентификация таких ББВ помогает понять стратегии выживания, используемые бактерией, и найти способ нейтрализации инфекции.

Международная группа ученых разработала метод извлечения белков-эффекторов непосредственно из инфицированных клеток. Исследователи создали библиотеку из 32 штаммов Salmonella enterica серотип Typhimurium с мечеными эффекторами (один меченый белок на один штамм). Это позволило им извлекать меченые белки и связанные с ними белки клеток-хозяев после инфицирования. Затем авторы исследования заразили этими штаммами клетки линий HeLa (эпителиальные клетки человека) и RAW264.7 (мышиные макрофаги) и идентифицировали взаимодействующие белки с помощью масс-спектрометрии.

Используя новый подход, ученые выявили 421 ранее неизвестное взаимодействие между белками сальмонеллы и белками клеток-хозяев и 25 уже известных. Большинство обнаруженных взаимодействий были специфичными для клеточного типа, и только 28 ББВ повторялись в обеих линиях. В среднем каждый эффектор имел 19,7 ББВ в макрофагах RAW264.7 и 26,4 ББВ в эпителиальных клетках HeLa.

Некоторые эффекторы взаимодействовали не с одним, а с несколькими белками-хозяевами. Так, бактериальный белок PipB2 имел 59 ББВ в клетках RAW264.7 и 48 — в клетках HeLa. В других случаях несколько эффекторов были нацелены на один и тот же белок хозяина. Кроме того, авторы работы наблюдали и взаимодействия эффекторов между собой. Возможно, эффекторы объединяются, чтобы эффективнее влиять на процессы жизнедеятельности клеток-хозяев.

Многие эффекторы были нацелены на такие процессы, как транспорт ионов и липидов. Так, бактериальные эффекторы SseJ и SseL взаимодействовали с белками транспорта липидов и обеспечивали накопление холестерина в вакуолях, окружающих сальмонеллы. Также авторы выявили сильное взаимодействие между эффектором PipB и белком хозяина PDZD8, который необходим для образования контактов между мембранными органеллами. PipB привлекает PDZD8 к окружающей сальмонеллы вакуоле.

Выявленные ББВ помогают сальмонелле выживать внутри клетки. Например, она может использовать холестерин для укрепления мембраны вакуолей, содержащих сальмонеллы, из-за чего защитным системам клетки-хозяина становится труднее обнаружить бактерии.

Ранее исследования ББВ между хозяином и патогеном проводились ex vivo. Авторам новой работы удалось исследовать эти взаимодействия в контексте нативной инфекции, и это обеспечило более точное понимание реальных процессов, происходящих при инфицировании.