Моноциты восстановили популяцию клеток Лангерганса в коже мышей
После пересадки костного мозга Т-лимфоциты донора уничтожают клетки Лангерганса в коже реципиента. Новое исследование подтверждает, что у мышей донорские моноциты заселяют эпидермис и восстанавливают популяцию этих клеток. Авторы статьи в Science Immunology показали идентичность новых клеток Лангерганса исходным, а также описали детали процесса репопуляции.
Дендритные клетки являются частью иммунной системы и обитают в барьерных тканях и органах. Они захватывают проникающие туда антигены, мигрируют в лимфатические узлы и показывают фрагменты антигена Т-клеткам, которые активируются и атакуют инфекцию в ткани. Предшественники клеток Лангерганса (КЛ) — подтипа дендритных клеток в коже — заселяют эпидермис еще до рождения. У взрослых количество КЛ поддерживается за счет их деления, а не благодаря поступлению новых клеток из крови, как, например, в слизистой рта.
При пересадке костного мозга часто возникает осложнение «трансплантат против хозяина» — донорские иммунные клетки атакуют ткани реципиента. Одной из мишеней являются клетки Лангерганса, в результате чего кожа теряет устойчивость к инфекции. Тем не менее, популяция КЛ восстанавливается моноцитами из крови. Это показано на мышиной модели после уничтожения исходных КЛ (эКЛ — развившихся у эмбриона) УФ-облучением, однако подробности процесса восстановления не ясны. В то же время моноциты могут восполнять популяции дендритных клеток в печени и легких.
Ранее было доказано, что при трансплантации мышам костного мозга совместно со специализированными Т-клетками последние проникают в эпидермис и уничтожают эКЛ, что соответствует развитию реакции «трансплантат против хозяина». В новом исследовании группа ученых под руководством Клэр Беннет (Clare Bennett) из Университетского колледжа Лондона использовала описанную модель для изучения процесса восстановления популяции КЛ моноцитами.
После уничтожения эКЛ мышей-реципиентов Т-клетками авторы оценивали количество и фенотип иммунных клеток в эпидермисе при помощи проточной цитофлуориметрии. Они обнаружили три разных типа клеток в зависимости от наличия двух маркеров, характерных для КЛ: моноциты (без маркеров), клетки промежуточного типа (EpCAM+, экспрессирующие один из маркеров) и донорские КЛ (мКЛ), развившиеся из моноцитов пересаженного костного мозга. Анализ скорости деления и транскриптома показал, что мКЛ практически идентичны исходным эКЛ.
Оценив наличие транскрипционных факторов в рассматриваемых типах клеток, исследователи пришли к выводу, что клетки типа EpCAM+ вероятнее всего являются промежуточной стадией превращения моноцитов в КЛ. Однако, только четыре процента этих клеток стали КЛ, остальные погибли апоптозом. Зрелые мКЛ делятся примерно раз в 78 дней, что в совокупности с гибелью большинства EpCAM+ дало низкую скорость восстановления популяции КЛ. При этом, после заселения эпидермиса донорскими мКЛ, моноциты не прекратили поступать в кожу, что не характерно для естественной популяции КЛ.
Недавно другая группа ученых выяснила, что образующиеся после иммунного ответа в коже резидентные Т-клетки памяти могут мигрировать. Оказалось, что эти Т-клетки попадают из кожи в кровь, откуда — обратно в кожу или в лимфоидные органы.
Екатерина Харыбина
Бактерии научились инактививровать антибактериальную ДНК-гиразу
Немецкие ученые выяснили, что супербактерии, сохранявшие чувствительность к экспериментальному антибиотику альбицидину, защитились от него с помощью амплификации гена STM3175. Этот ген отвечает за регуляцию транскрипции малых молекул с доменом связывания, подобным ингибитору ДНК-гиразы — основы антибиотика альбицидина. Такое увеличение копии гена приводит к тысячекратному повышению уровня резистентности к препарату. Исследование опубликовано в PLoS Biology. В 2019 году почти пять миллионов человек погибло из-за бактерий, устойчивых к большинству известных антибиотиков, — супербактерий. По оценкам ученых к 2050 году это число увеличится в два раза. Основной причиной развития резистентности к противомикробным препаратам признано нерациональное их использование в медицине, ветеринарии и зоотехнии в сочетании с недостаточным пониманием механизмов бактериальной резистентности. Однако влияют и другие факторы: например, загрязнение атмосферы. Ученые постоянно ищут новые молекулы, которые были бы активны против супербактерий. Таким многообещающим соединением стал альбицидин — фитотоксичная молекула, вырабатываемая бактерией Xanthomonas albilineans, в исследованиях была эффективна против целого ряда супербактерий. Альбицидин ингибирует активность бактериальной ДНК-гиразы (топоизомеразы II) и эффективно действует на ковалентный комплекс ДНК и гиразы в крайне низких концентрациях. В нескольких исследованиях уже сообщалось о развитии резистентности к этой молекуле у некоторых бактерий, однако ее механизмы оставались не до конца выясненными. Команда ученых под руководством Маркуса Фульда (Marcus Fulde) из Свободного университета Берлина изучала механизмы резистентности к альбицидину, которая развилась у Salmonella typhimurium и Escherichia coli. Для этого они подвергали бактерии воздействию высоких концентраций более стабильного аналога антибиотика и наблюдали за ростом колоний в течение 24 часов. Из 90 протестированных клонов 14 показали рост в этих условиях. Секвенирование генома этих штаммов показало, что большинство (девять штаммов) несет мутации в гене tsx, ответственном за экспрессию нуклеозидспецифичного порина, что в 16 раз увеличивало минимальную ингибирующую концентрацию (MIC) антибиотика. Один из оставшихся пяти резистентных штаммов с интактным геном tsx демонстрировал более чем стократное повышение MIC, и анализ данных секвенирования его ДНК выявил амплификацию гена, приводящую к образованию 3-4 копий геномной области без однонуклеотидных полиморфизмов. При дополнительном анализе этого штамма ученые выяснили, что перекрывающаяся амплифицированная область содержит ген STM3175, который транскрибируется полицистронно в структуре оперона и N-концевой части qseB. Более тщательное изучение аминокислотной последовательности показало, что STM3175 состоит из 2 доменов: N-концевого AraC-подобного ДНК-связывающего домена и C-концевого GyrI-подобного лиганд-связывающего домена. Ученые обнаружили, что такая структура позволяет STM3175 связывать альбицидин с высокой аффинностью и инактивировать его. У разных бактерий обнаружились гомологи этого гена с теми же функциями, при этом на эффект других антибактериальных препаратов они не влияли. Знание нового механизма развития устойчивости к альбицидину позволит ученым разрабатывать новые способы модификации молекулы, чтобы обойти этот механизм. Ранее ученые обнаружили антибактериальную молекулу с широким спектром действия, которая не вызвала резистентности у микроорганизмов.
