Mycobacterium leprae, бактерии, вызывающие проказу, обладают удивительной способностью расти и обращать вспять старение в печени броненосца.
Ключевые выводы
- Бактерия, вызывающая проказу, Mycobacterium leprae, может перепрограммировать экспрессию генов в инфицированных клетках, чтобы сделать их более похожими на стволовые клетки.
- Ученые обнаружили, что у броненосцев, инфицированных M. leprae, развивается увеличенная, здоровая печень с паттернами экспрессии генов, сходными с печенью плода человека.
- Это повышает возможность использования M. leprae для регенерации старой или поврежденной печени.
Анура Рамбуккана исследует бактерии, вызывающие проказу. Однако его не особо интересует сама болезнь; вместо этого он очарован способностью микроба вызывать регенерацию инфицированной ткани.
В последнем исследовании Рамбукканы, опубликованном в Cell Reports Medicine, он привлек необычный организм, который редко появляется в медицинских исследованиях: скромный броненосец. Он и его коллеги обнаружили, что Mycobacterium leprae, бактерия, вызывающая проказу у людей, также вызывает у бронированных животных рост здоровой печени.
Бактерии, вызывающие проказу, могут вызывать регенерацию нервных клеток
Рамбуккана заинтересовался M. leprae почти 30 лет назад, когда ученые обнаружили, что у пациентов с прогрессирующей проказой восстанавливаются поврежденные периферические нервы. Было обнаружено, что микроб инфицирует шванновские клетки - особый тип клеток, образующих защитную оболочку вокруг нервов. В 2013 году Рамбуккана обнаружил естественную способность M. leprae перехватывать пластичность и омолаживающие свойства взрослых шванновских клеток in vitro. По сути, бактерия частично перепрограммирует паттерн экспрессии генов инфицированных клеток, заставляя клетки переходить в состояние, подобное стволовым клеткам.
Почему у M. leprae возникли проблемы с включением генов стволовых клеток хозяина? Бактерии живут внутри других клеток, поэтому, когда зараженная клетка размножается, бактерии тоже могут это делать. Удивительно, но Рамбуккана обнаружил, что перепрограммирование не оказывает неблагоприятного воздействия на ткань на ранней стадии инфекции.
Рамбуккана хотел знать, подтвердятся ли его открытия на живом животном. Хотя M. leprae хорошо растут у людей, они плохо растут у большинства обычных лабораторных животных. Они действительно растут на подушечках лап генетически модифицированных мышей и, что более удобно, внутри девятипоясных броненосцев.
И именно отсюда взялись микробы для исследования Рамбукканы 2013 года. Как поясняется в статье для журнала Science, Рамбуккана связался с ученым из лаборатории в Луизиане, которая предоставила ему микробы, и спросил, не заметили ли они чего-нибудь необычного в инфицированных броненосцах. «Он сказал: «Мы всегда видим, что печень больше», - сказал Рамбуккана. «Я сошел с ума».
М. leprae перепрограммируют клетки печени, делая их моложе
В своем новом исследовании Рамбуккана и его команда подтвердили, что печень броненосцев, больных проказой, была примерно на треть больше, чем у неинфицированных броненосцев. Что еще более важно, печень была здоровой, с теми же жизненно важными компонентами, такими как кровеносные сосуды, желчные протоки и функциональные единицы, известные как дольки, как у неинфицированных броненосцев. Рамбуккана и его команда предположили, что экспрессия генов инфицированных клеток «захватывается» бактериями, подобно шванновским клеткам в их предыдущей работе.
Чтобы проверить это, они сравнили модели экспрессии генов инфицированных и неинфицированных броненосцев. Клетки печени броненосцев, зараженных бактериями, вызывающими проказу, стали больше похожи на стволовые клетки. Гены, связанные с метаболизмом, ростом и пролиферацией клеток, были активированы, а гены, связанные со старением, подавлены. На самом деле, паттерны экспрессии генов инфицированных клеток были аналогичны паттернам экспрессии генов печени плода человека, что указывает на возможность использования M. leprae для омоложения стареющей или поврежденной печени.