Как убить макрофаг: три способа от кандиды

Грибок Candida albicans — нормальный компонент человеческого микробиома, однако он может вызвать опасные инфекции у пациентов с иммуносупрессией. Грибок выработал разнообразные механизмы борьбы с иммунитетом хозяина. В частности, при поглощении макрофагом он прорастет из клетки наружу, что способствует его распространению. После этого макрофаг гибнет по пути пироптоза — это усиливает воспалительную реакцию, а неконтролируемое воспаление может нанести вред организму хозяина. Команда из Австралии создала платформу для визуализации, позволяющую наблюдать прорастание гиф и гибель макрофагов в реальном времени, а также производить количественную оценку этого процесса.

В эксперименте использовали макрофаги, полученные из костного мозга мышей, и штамм кандиды, экспрессирующий флуорофор dTomato, который дает красное свечение. Кроме того, применили два флуоресцентных красителя, не проходящих сквозь мембрану: CFW, обеспечивающий белое свечение клеточной стенки грибка, и DRAQ7, окрашивающий в зеленый цвет ДНК макрофага. Клетки кандиды, поглощенные макрофагом, давали только красное свечение, проросшие наружу гифы — красное и белое, а ядра макрофагов после того, как мембраны становились проницаемыми, начинали светиться зеленым.

Через два часа после заражения макрофагов были заметны лишь отдельные гифы, не нарушающие мембрану макрофагов. Вероятно, это редкие случаи нелитического прорастания. Через четыре и шесть часов наблюдался рост количества и длины гиф, большинство из которых были пространственно близки с окрашенными ядрами. Это подтверждает взаимосвязь прорастания гиф и гибели макрофагов.

Помимо пироптоза у макрофагов, зараженных кандидой, был обнаружен другой тип клеточной смерти. При визуализации после заражения иногда были видны структуры, окрашенные красителем DRAQ7, но более обширные и диффузные, чем ядра. Эти структуры не возникали у незараженных макрофагов и очень редко появлялись в ответ на заражение штаммами, не образующими или почти не образующими гиф. Ученые обнаружили колокализацию этих структур с прорастающими гифами. Они предположили, что это внеклеточные сети-ловушки из хроматина, подобные тем, которые выбрасывают нейтрофилы (для макрофагов такой механизм также известен).

Третий путь, облегчающий прорастание гиф из макрофагов, связан с белком грибка кандидализином. Гифы мутантных штаммов C. albicans с выключенным геном ECE1, кодирующим кандидализин, при заражении макрофагов прорастали наружу медленнее, чем гифы кандиды дикого типа. Отсутствие кандидализина не приводило к гибели клеток кандиды внутри макрофагов и, таким образом, не снижало грибковую нагрузку. Однако меньшее количество макрофагов подвергалось лизису, что предположительно должно снижать воспалительный ответ иммунной системы.

Таким образом с помощью системы визуализации авторы работы изучили три механизма, облегчающих прорастание гиф кандиды из макрофагов. Два из них опосредованы порообразующими белками — кандидализином грибка и гасдермином D макрофага, третий же связан с образованием внеклеточных ловушек. Знания о том, как именно C. albicans обходит механизмы иммунной защиты, важны для совершенствования методов терапии кандидозов.