Захисна антибактеріальна реакція у тварин включається тоді, коли бактерій стає досить багато, щоб вони стали становити небезпеку.
Патогенні бактерії починають шкодити, тільки коли їх стає досить багато. Особливо це помітно у випадку так званих опортуністичних інфекцій, коли мікроби починають активно розмножуватися і запускають хворобу тільки за сприятливих умов. При цьому вони виділяють токсини, які допомагають їм закріпитися в організмі і забезпечити себе ресурсами. Один з прикладів умовно патогенних бактерій - синьогнійна паличка Pseudomonas aeruginosa, яку можна знайти в кожному туалеті, і яка може викликати досить важкі захворювання, аж до пневмонії і сепсису.
Про те, чи не час починати атаку, бактерії дізнаються, спілкуючись один з одним за допомогою особливих сигнальних молекул. Ці молекули допомагають їм зрозуміти, чи достатньо багато бактеріальних клітин, щоб їм усім разом почати синтезувати токсини та інші речовини, що допомагають захиститися від імунітету. На атаку потрібна енергія, і якщо бактерії не зможуть вкорінитися в організмі, то всі витрачені ресурси пропадуть даремно. Тому спілкування за допомогою хімічних сигналів для бактерій вкрай важливе.
Але ж і для імунітету також важливо знати наміри бактерій: якщо їх мало, то не варто витрачати на них сили - вони ж і самі знають, що їх мало, і не будуть шкодити. Однак потрібно вчасно зауважити, коли мікроби раптом вирішать перейти до активних дій. А помітити це можна, перехопивши ті самі бактеріальні сигнали.
Дослідники з Інституту біології інфекцій Товариства Макса Планка разом з колегами з інших наукових центрів пишуть у Science, що наші клітини дійсно вміють аналізувати сигнали від бактерій. Експерименти ставили з клітинами риб, миші і людини - у всіх у них є так звані аріл-гідрокарбонові рецептори, з якими можуть взаємодіяти кілька типів бактеріальних молекул, які відносяться до почуття кворуму. (За допомогою почуття кворуму бактерії оцінюють власну чисельність і колективні можливості.)
Деякі з таких молекул виділяються тільки тоді, коли мікробів ще мало, і якщо вони зв'язуються з рецепторами на клітинах тварин, захисна реакція пригнічується - в ній поки просто немає потреби. Але якщо клітини починають відчувати по бактеріальних молекулах, що кворум для атаки у бактерій ось-ось набереться, то в клітинах за допомогою тих же аріл-гідрокарбонових рецепторів включаються гени, що допомагають впоратися з бактеріальним вторгненням. Запальна реакція та інші імунні процеси адже не тільки винищують бактерії і заражені ними клітини - імунна зброя досить відчутно може зачепити і здорові тканини. Якщо активувати імунітет на повну силу, ледь тільки помітивши якихось бактерій, від цього буде більше шкоди, ніж користі. Тому тварини обзавелися рецепторами, що дозволяють оцінювати чисельність ворога, реагувати на нього тільки тоді, коли дійсно потрібно.