Новини України
Підбірка новин з українських джерел
Вчені виявили «слід смерті», який може допомагати вірусам поширюватися
Щодня в організмі людини гинуть і замінюються сотні мільярдів клітин. Цей безперервний процес є необхідною умовою нормального функціонування організму, адже дозволяє позбавлятися пошкоджених, старих або потенційно небезпечних клітин. Тепер дослідники виявили раніше невідомий механізм, який допомагає імунній системі знаходити залишки загиблих клітин. Водночас з’ясувалося, що деякі віруси здатні використовувати цей механізм у власних цілях.
Результати дослідження, опублікованого в журналі Nature Communications, можуть допомогти у створенні нових методів лікування вірусних та аутоімунних захворювань. Науковці з австралійського Університету Ла Троба досліджували процес апоптозу — природної програмованої загибелі клітин. Саме завдяки йому організм позбавляється клітин, які більше не потрібні або становлять загрозу.
Раніше вважалося, що під час апоптозу клітина руйнується доволі хаотично. Однак сучасні методи тривимірної мікроскопії дозволили вченим простежити цей процес набагато детальніше. Виявилося, що загибла клітина залишає після себе своєрідний «слід», який допомагає імунним клітинам швидко знайти та прибрати її залишки.
Дослідники назвали ці нові структури F-ApoEVs (Footprint of Death-derived Apoptosis Extracellular Vesicles) — позаклітинні везикули, що утворюються під час апоптозу та формують так званий «слід смерті».
Ці мікроскопічні пухирці містять білки, фрагменти ДНК та РНК і виконують роль сигналів для імунної системи. Вони працюють подібно до «хлібних крихт», які вказують імунним клітинам місце, де необхідно завершити прибирання загиблої клітини.
Саме завдяки цьому механізму організм запобігає накопиченню клітинного сміття, яке може викликати хронічне запалення або навіть сприяти розвитку аутоімунних захворювань, зокрема системного червоного вовчака. Однак найцікавіше відкриття чекало на вчених під час експериментів із вірусом грипу. Виявилося, що вірусні частинки здатні проникати всередину цих нововиявлених везикул.
Коли імунна система починає прибирати залишки загиблої клітини, разом із ними вона мимоволі переносить приховані вірусні частинки до сусідніх здорових клітин. Таким чином вірус отримує новий спосіб поширення, який раніше науці був невідомий.
Фактично вірус використовує природну систему очищення організму як своєрідний «транспорт», що дозволяє йому непомітно проникати до нових клітин.
Автори дослідження наголошують, що наразі всі експерименти проводилися в лабораторних умовах. Попереду ще необхідно підтвердити існування такого механізму в живому організмі та з’ясувати, наскільки він впливає на перебіг вірусних інфекцій.
Якщо ці результати підтвердяться, відкриття може стати основою для створення нових препаратів. Одним із можливих напрямків стане розробка ліків, які блокуватимуть використання F-ApoEVs вірусами або, навпаки, посилюватимуть їхню здатність допомагати імунній системі очищати організм.
Дослідники також вважають, що краще розуміння цього процесу відкриє нові можливості для боротьби з аутоімунними захворюваннями, де правильне видалення загиблих клітин має вирішальне значення.
За словами авторів роботи, відкриття демонструє, що навіть після загибелі клітини продовжують «спілкуватися» з іншими клітинами організму. Саме ця післясмертна комунікація може одночасно підтримувати здоров’я та, за певних обставин, допомагати поширенню небезпечних інфекцій. Науковці сподіваються, що подальші дослідження дозволять не лише повністю розкрити роль «сліду смерті», а й навчитися використовувати цей природний механізм для створення нових методів лікування різних захворювань.
Пов'язані матеріали
У нашому організмі відбувається величезний процес, коли сотні мільярдів клітин щодня гинуть і замінюються новими. Підтримка цього постійного біологічного оновлення є важливою для збереження здоров'я.Дослідники виявили новий 'слід смерті', який клітини залишають після загибелі, щоб допомогти імунній системі в її ролі з видалення відходів.Цей процес також може бути використаний вірусами для подальшого поширення.Відкриття, опубліковане в недавньому дослідженні в Nature Communications, проведеному командою з університету Ла Троб, має значення для розуміння того, як програмована загибель клітин і відновлення підтримують наше здоров'я.У подальшому може бути можливим розробити лікарські засоби, які використовують ці сліди смерті, щоб запобігти їх проникненню вірусами.Дослідники виявили, що мільярди клітин щодня програмуються на загибель як частина нормального оновлення та прогресування захворювань. Раніше вважалося, що процес фрагментації клітин під час загибелі є випадковим і досить простим.Наші результати демонструють складність цього процесу і підкреслюють, як кожен етап є критично важливим для ефективного розпаду загиблої клітини та її очищення імунною системою.Процес, відомий як апоптоз, часто використовується для планування загибелі клітин в організмі, видаляючи клітини, які більше не потрібні, пошкоджені або потенційно небезпечні. Саме цей процес дослідження розглянуло більш детально.Використовуючи 3D-таймлапс зображення для аналізу різних типів клітин під час їх загибелі, дослідники виявили білки, залишені після апоптозу, і спосіб, яким імунна система взаємодіє з ними.Очікувано, що залишки загибелі включали екстрацелюлярні везикули (EVs), маленькі пакети білків, ДНК і РНК, які клітини скидають, щоб сигналізувати одна одній.У цьому випадку дослідники виявили раніше невідомий тип EV, який вони називають F-ApoEVs: везикули, що походять від слідів смерті, викликаних апоптозом.Ці F-ApoEVs діють як слід з крихт, за яким імунна система може слідувати, щоб очистити загиблі клітини.Дослідження показало, що організм очищає мертві клітинні фрагменти, щоб запобігти їх затримці та викликанню запалення і аутоімунних захворювань, таких як системний червоний вовчак, і ми побачили, що F-ApoEVs швидко очищаються з місця загибелі клітини.Однак те, що ми не очікували, це те, як віруси можуть також скористатися цим процесом і викликати інфекцію, ховаючись у F-ApoEVs.Коли дослідники інфікували загиблі клітини вірусом грипу, вірус приховав деякі свої частинки всередині F-ApoEVs. Коли імунна система очищає після клітини, ці фрагменти патогенів поширюються на сусідні здорові клітини.Це новий спосіб, яким віруси можуть поширюватися, якого ми раніше не спостерігали.Ці механізми все ще потребують тестування та аналізу поза лабораторією, але потенційні лікувальні засоби можуть покращити функцію F-ApoEVs, щоб краще захистити від аутоімунних захворювань і зупинити поширення вірусів.Це дослідження показало, що загиблі клітини можуть продовжувати спілкуватися з 'за могилою' і можуть впливати на імунну функцію.В основному, ці процеси стосуються спілкування: клітини спілкуються одна з одною і залишаються на одній хвилі в плані біологічного обслуговування.Тепер є ще один елемент цього спілкування, який може як підтримувати, так і потенційно шкодити здоров'ю. Майбутні дослідження можуть допомогти вченим отримати більше ясності щодо того, як працюють F-ApoEVs і як їх можна маніпулювати.Цікавий фактВчені вважають, що розуміння цього основного біологічного процесу може відкрити нові шляхи для розробки нових лікувальних засобів, які використовують ці етапи і допомагають імунній системі краще боротися з хворобами.