Склеенные антителами лейшмании обмениваются генами

Лейшманиоз в настоящее время встречается преимущественно в развивающихся странах, хотя в зоне риска находится порядка миллиарда человек. Считаются, что лейшмании размножаются в основном клонально и не вступают в половой процесс. Тем не менее, накапливались свидетельства того, что лейшмании каким-то образом все же изредка обменивались генами. Авторы исследования, опубликованного в Nature, показали, что клетки лейшмании действительно обмениваются фрагментами генома, и задействованы в этом антитела IgM хозяина.

Исследователи работали с двумя штаммами лейшмании, один из которых был устойчив к гигромицину B, а другой — к бластицидину. Свидетельством обмена генами лейшманий стало появление в совместной культуре клеток, устойчивых к обоим антибиотикам. Клетки лейшманий, находясь в культуральной среде, сбивались в сферические комки, причем клетки с двойной устойчивостью появлялись только в этих комках. Собранные комки существовали от 24 до 36 часов, после чего спонтанно распадались, и среди отделяющихся клеток были гибриды, устойчивые к двум антибиотикам. Такого не наблюдалось в случаях, когда в среду не добавляли плазму крови собак.

Чтобы определить, какой механизм лежит в основе появления гибридных форм лейшмании, ученые фракционировали сыворотку крови собаки. Сохранение комков лейшманий наблюдалось во фракции, содержащей антитела IgM. Более того, только пентамерная, а не мономерная форма IgM способствовала образованию и поддержанию целостности комков лейшмании. Аналогичный эффект IgM был показан на восьми различных видах лейшманий. Таким образом, образование комков – это консервативный механизм, лежащий в основе адаптации лейшмании к хозяину. Другие варианты сыворотки, которые не содержали IgM (эмбриональная телячья сыворотка или сыворотка пуповинной крови), агрегации лейшманий не вызывали.

Дальнейшие исследования показали, что лейшмании связывают антитела IgM, для образования которых нет нужды в представлении конкретного антигена или во взаимодействии с T-клетками. Как правило, эти низкоаффинные  антитела связывают микробные антигены. Оказалось, что IgM связывают многие белки в лизате лейшманий или их мембран. С помощью конфокальной микроскопии ученые визуализировали, как IgM связываются с поверхностью лейшманий. Они показали, что IgM присутствуют в агрегатах лейшманий, что, по всей видимости, объясняет их формирование.

Связывание с IgM также влияло на профиль экспрессии генов лейшмании. При этом все изменения, происходящие на уровне транскрипции и трансляции, способствовали слиянию клеток и формированию гибридных форм. Гибриды образовывались и in vivo — опыты показали, что это происходило в пищеварительном тракте песчаных мух, которые являются промежуточными хозяевами лейшманий. При этом как in vivo, так и in vitro образовывались полногеномые тетраплоидные гибриды лейшманий. Более того, IgM способствовали формированию гибридных форм и увеличивали частоту их появления, что повышало интенсивность обмена генетическим материалом.

Помимо подтверждения того, что лейшмании все же способны к обмену генами, работа демонстрирует, как паразит использует естественные антитела млекопитающего-хозяина для повышения своей репродуктивной приспособленности в насекомом-переносчике. 



Паразит лейшмании использует ее систему межклеточной коммуникации и обостряет лейшманиоз