Генетики из России раскрыли главный секрет чумы – она быстрее убивает людей, чем крыс и других ее разносчиков, из-за необычных сбоев в работе одного из вариантов системы «самоуничтожения» в клетках человека. Их выводы были представлены в журнале PNAS.
«Благодаря этому, человеческие клетки, не способные умереть, продолжают служить резервуаром для инфекции. Эти помогает понять, почему в средние века чума оказалась настолько губительна именно для человека, а грызуны, которые были переносчиками этой болезни, выживали», — рассказывает Александр Полторак из Петрозаводского государственного университета.
Секреты «черной смерти»
Человечество пережило несколько масштабных эпидемий с похожими симптомами, которые авторы хроник называют «чумой». Первой из них стала так называемая чума Юстиниана, вспыхнувшая в Византии и в Средиземноморье в середине 6 века и унесшая жизни свыше 100 миллионов человек. Другим похожим эпизодом была средневековая «черная смерть», уничтожившая около трети жителей Европы в середине 14 века.
В последние несколько лет генетикам удалось извлечь останки ДНК этих бактерий из костей их жертв и доказать, что все они вызывались разными, но похожими штаммами одной и той же бактерии — Yersinia pestis. Как недавно выяснили генетики, чума сопровождала эволюцию человечества на всем времени его расселения по Европе и Азии в последние десять тысяч лет, периодически исчезая и появляясь.
Подобные открытия заставили ученых задуматься о том, как именно чума распространялась по Старому Свету, были ли крысы ее единственными «переносчиками» и как часто и где появлялись новые вспышки этой болезни. К примеру, многие исследователи и простые обыватели часто спорят о том, как животные могли распространять Yersinia pestis на столь большие расстояния, если она убивала их за считанные дни.
Как передает пресс-служба Российского научного фонда, Полторак и его коллеги, в том числе ученые из США и Китая, нашли простой ответ на этот вопрос, изучая то, что происходит с иммунными клетками человека и других млекопитающих при контакте с чумной палочкой.
Когда этот микроб проникает в организм, он целенаправленно атакует клетки иммунной системы, проникая в них и выделяя набор белков, мешающих им «переваривать» бактерии. После этого чума «окапывается» в этих клетках и начинает выделять токсины, растворяющие тромбы и «отключающие» другие компоненты иммунитета.
Медвежья услуга
Как правило, организм пытается предотвратить подобный сценарий развития событий, заставляя зараженные клетки самоуничтожиться при появлении в их окрестностях малейших следов оболочек микроба. Долгое время ученые считали, что этот процесс работает примерно одинаково в клетках людей, крыс и прочих млекопитающих, однако команда Полторака выяснила, что это не совсем так.
Экспериментируя на мышах, ученые обнаружили, что попадание токсинов чумной или псевдотуберкулезной палочки в их иммунные клетки приводит к разрушению молекул белка TAK1, одного из главных «выключателей» систем самоуничтожения.
Это приводит к уничтожению молекул двух других белковых «выключателей смерти», GSDMD и GSDME, и появлению «дыр» в мембране иммунного тельца. Это убивает клетки и заставляет ее содержимое, в том числе сигналы о присутствии чумной палочки, «вытечь» наружу.
Оказалось, что подобный сценарий не характерен для человеческих макрофагов, главных «чистильщиков» иммунной системы. При заражении Yersinia pestis они умирают по классическому сценарию «самоуничтожения», в соответствии с которым клетка распадается на несколько обособленных частей, которые затем «перевариваются» другими иммунными тельцами.
Причина этого, как предполагают Полторак и его коллеги, кроется в различиях в структуре молекул GSDMD. Человеческая версия этого белка необычно хорошо сопротивляется действию токсинов чумной палочки, что, по иронии судьбы, помогает, а не мешает инфекции, скрывая ее присутствие и помогая ей убивать другие иммунные клетки.
Подобные различия, как считают российские и зарубежные ученые, были главным секретом успеха «черной смерти» и причиной того, как ей удалось распространиться на столь большие расстояния, если ее переносчиками действительно выступали крысы и их блохи.
