Паразитические простейшие сливают ткани хозяина в одну «мегаклетку»

Заразив клетку хозяина, микроспоридии распространяются по организму, не покидая ее, а заставляя сливаться с соседними клетками, образуя единую многоядерную ткань. Такой механизм впервые обнаружен у паразитов эукариот, о нем рассказывает статья, опубликованная в журнале Nature Microbiology.

Микроспоридии — облигатные внутриклеточные паразиты эукариот, заражающие почти все группы животных, от простейших до человека. У людей они вызывают тяжелые инфекционные заболевания, обычно с сильной диареей, поскольку попадают в организм через пищеварительный тракт. Микроспоридии отличаются большим разнообразием, высочайшей специализацией к паразитизму, довольно необычным устройством и сложным жизненным циклом, многие детали которых практически не изучены.

Так, известно, что заражение микроспоридией происходит посредством уникального комплекса органелл, аппарата экструзии, который вносит молекулы из паразита в хозяина через «укол» полой полярной трубкой. В клетке зародыш обычно переходит на следующую стадию жизненного цикла, пролиферативную, во время которой происходит размножение и распространение паразита по клеткам организма. Наконец, микроспоридия приступает к производству новых спор. Изучив размножение микроспоридий в кишечнике нематод, Эмили Трёмель (Emily Troemel) и ее коллеги из Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружили многие неожиданные детали этого процесса.

Нематоды Caenorhabditis elegans — популярный в биологии модельный организм: эти микроскопические черви состоят всего из нескольких сотен клеток, позволяя узнавать их «в лицо» и отслеживать судьбу каждой. Так, кишечник состоит всего из 20 клеток, и ученые пометили их мембраны зелеными флуоресцентными белками. За распространением микроспоридий трех видов рода Nematocida следили с помощью красных флуоресцентных меток, связанных с молекулами РНК этих простейших. Аналогичные эксперименты проводились с заражением мышечной ткани червей.

«Мы обнаружили, что микроспоридии способны реструктурировать клетки тканей хозяина, превращая их в единую протяженную, многоядерную клетку», — сообщают авторы. Им удалось обнаружить, что два из трех изученных видов Nematocida на пролиферативной фазе жизненного цикла вызывают слияние всех 20 клеток кишечника червей в одну большую «мегаклетку», и один запускает подобный процесс в мышцах. Это приводит к появлению синцития — ткани с неразделенными друг от друга клетками, в данном случае патологической природы.

Авторы отмечают, что такой механизм пролиферации, встречающийся у некоторых паразитов бактерий, впервые обнаружен у паразитов эукариот. «Микроспоридии, словно солдаты, ведущие бои в плотной городской застройке, обнаружили, что из дома в дом проще и безопаснее проходить, не выходя каждый раз на улицу, а проламывая общую стену», — объясняет Эмили Трёмель. Ученые надеются, что лучшее понимание этого необычного механизма позволит создать новые эффективные средства борьбы с микроспоридиозами человека и важных в хозяйстве животных, которые страдают от таких инфекций намного чаще людей.

Роман Фишман