Перед тим, як загинути, імунні нейтрофіли роблять зі своєї ДНК отруйну мережу для ловлі бактерій.
Серед багатого «збройового» арсеналу, який імунні клітини використовують проти інфекцій, є досить дивний метод ловлі бактеріальних клітин в ДНК-мережі. Такими мережами користуються нейтрофіли - вони не просто плавають у кров'яному руслі, а й самі виповзають за межі судин, активно переміщаючись по міжклітинному простору в тканинах.
Нейтрофіли одними з перших зустрічають чужорідні частинки, будь то бактерії або щось ще, і в буквальному сенсі з'їдають їх. Бактеріальні клітини гинуть від різноманітних імунних білків, але й самі нейтрофіли теж гинуть, вивільняючи нові порції антибактеріальних речовин і заодно посилаючи хімічні сигнали, що залучають до «місця битви» інші імунні клітини.
Однак хімічні сигнали та антибактеріальні ферменти - ще не все. У 2004 році в журналі Science була опублікована стаття, автори якої описували сітку-пастку, що з'являється на місці загибелі нейтрофілів. Ця сітка, як виявилося, зроблена з ДНК, обвішаної тими ж токсичними білками, що вбивають бактерії.
Як відомо, є два молекулярні сценарії клітинної смерті: некроз і апоптоз (якщо не вдаватися в подробиці, то некроз - звичайна загибель через якісь зовнішні «обставини непереборної сили», а апоптоз - регульований процес, який запускається в момент, коли клітина вже не може працювати, як треба, і змушена вчинити самогубство, щоб не нашкодити оточуючим). Але для нейтрофілів довелося придумати третій тип - нетоз (від слова net - мережа).
Під час нетозу спеціальні ферменти руйнують білки гістони, які тримають ДНК в упакованому, стислому стані. Через те, що «застібки» -гістони зникають, ДНК в ядрах нейтрофілів розправляється і в буквальному сенсі розриває ядро, заповнюючи собою клітинну цитоплазму. Тут на нитці ДНК сідають бактерицидні білки, після чого руйнується вже і зовнішня мембрана, і клубок з ДНК з протибактеріальними білками опиняється в зовнішньому середовищі, де плавають бактерії.
Спочатку дослідники займалися лише тими процесами, які відбуваються в одній клітці, тобто в одному нейтрофілі. Але в реальності ДНК-мережа з'являється за участю безлічі нейтрофілів, так що виникає питання, як вони взаємодіють один з одним. Дізнатися це вдалося Астрід Обермаєр (Astrid Obermayer) і її колегам з Університету Зальцбурга: вони спостерігали за допомогою різних мікроскопічних методів за людськими і мишачими нейтрофілами, яких змушували до нетозу; а щоб побачити, що відбуватися з мережею, до клітин додавали флуоресцентні молекули, які зв'язувалися з білками на ДНК-мережі.
У доповіді, зробленій на щорічній конференції Товариства експериментальної біології, автори роботи порівняли імунні клітини з павуками: подібно до того, як павук спочатку прикріплює нитку павутини до якогось надійного субстрату, так і нейтрофіли спочатку закріплюють ДНК-канат де-небудь зовні, а потім повзуть геть. ДНК, що тягнеться за нейтрофілом, розпускається, і, що найголовніше, інші клітини, які на неї натикаються, теж починають «плести мережу» - відбувається щось на зразок ланцюгової реакції. У результаті навіть невелике число клітин можуть «заплести» своїй ДНК порівняно великий простір.
З еволюційної точки зору така сітка-пастка - досить стародавній виверт, і схожі мережі можна знайти навіть у безхребетних, наприклад, у крабів і молюсків. Бактеріальна еволюція, зрозуміло, теж не стоїть на місці, і деякі бактерії вже навчилися звертати цю ДНК-мережу проти самого імунітету: так, золотистий стафілокок модифікує її нитки таким чином, що вони стають токсичними для клітин макрофагів, які приходять сюди, щоб допомогти у знищенні інфекції.
За матеріалами MedicalXpress.