Ученые считали, что феномен клеточной смерти необратим, но они ошибались

Пироптоз, тип запрограммированной клеточной смерти, связанный с инфекцией и реакцией воспаления, можно остановить и управлять им, согласно новым исследованиям, тогда как ранее считалось, что этот процесс необратим, как только он начался.

Убийство клеток с помощью пироптоза - это то, что организм использует для поддержания здоровья, хотя такие методы также могут быть использованы для нанесения вреда. Что делает изучение клеточной смерти сложным, так это непредсказуемость того, как она запускается, а также различные эффекты, которые она оказывает на разные клетки и разных людей.

Исследовательская группа использовала новый способ анализа пироптоза, создав специальную версию белка, связанного с клеточной смертью, которая реагировала на свет. Лабораторные эксперименты выявили признаки динамической саморегуляции пироптоза в ответ на внешние обстоятельства.

"Это показало нам, что данная форма клеточной смерти не является билетом в один конец", - говорит фармаколог Гэри Мо из Университета Иллинойса в Чикаго. "Этот процесс фактически запрограммирован кнопкой отмены, выключателем".

Белок, созданный для исследования, представлял собой оптогенетическую (реагирующую на свет) версию газдермина, ключевого для биохимических реакций, составляющих пироптоз. Он открывает большие поры в мембранах клеток, чтобы уничтожить их по команде организма.

Используя технологию флуоресцентной визуализации для точной активации созданного ими газдермина, исследователи увидели, что при определенных условиях - например, при определенной концентрации ионов кальция - открытые поры закрываются за считанные секунды.

Хотя выяснение причин этого явления и точных обстоятельств, которые его вызывают, еще только начинается, это свидетельство того, что пироптоз может начаться, а затем остановиться в зависимости от того, что еще происходит вокруг.

"Наш оптогенетический газдермин позволил нам обойти непредсказуемое поведение патогена и изменчивый клеточный ответ, потому что он имитирует на молекулярном уровне то, что происходит в клетке после запуска пироптоза", - говорит Мо.

Ряд заболеваний, включая некоторые виды рака, являются результатом неправильного функционирования процессов клеточной смерти, которые не работают должным образом. Такие сбои могут также привести к тому, что воспаление выходит из-под контроля после инфекции - как, например, при сепсисе.

Улучшение знаний о том, как происходит клеточная смерть - а пироптоз является одним из основных типов - может привести к улучшению лечения, если мы сможем найти способы контролировать, какие клетки уничтожаются и когда.

Предыдущие исследования выявили способы, с помощью которых бактерии могут избежать атак пироптоза и апоптоза (другого типа клеточной смерти), и поскольку патогены становятся все умнее, важно, чтобы у нас и дальше были лекарства, способные победить их.

"Понимание того, как контролировать этот процесс, открывает новые пути для открытия лекарств, и теперь мы можем найти препараты, которые работают на обе стороны", - говорит Мо.

"Это позволяет нам думать о настройке, либо усилении, либо ограничении этого типа клеточной смерти при заболеваниях, где раньше мы могли только устранить этот важный процесс".

Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.