Эмбрионы данио-рерио способны устранять бактериальные инфекции до формирования иммунной системы

Группе исследователей удалось заснять на видео, как эмбрион данио-рерио в возрасте нескольких дней защищает себя от потенциальной бактериальной инфекции, что свидетельствует о его способности устранять бактериальные инфекции до формирования иммунной системы.

Об этом свидетельствуют исследования, проведенные Барселонским институтом молекулярной биологии (IBMB) Испанского национального исследовательского совета (CSIC) и Институтом биомедицинских исследований Беллвитже (IDIBELL).

В исследовании, опубликованном в журнале Cell Host and Microbe , исследователи показали, как эмбрионы данио-рерио используют клетки, присутствующие на их поверхности, известные как эпителиальные клетки, для поглощения и уничтожения бактерий посредством процесса, называемого фагоцитозом , аналогичного тому, который выполняют белые кровяные клетки. Исследование также продемонстрировало, что эта способность устранять бактерии присутствует и у человеческих эмбрионов.

Используя новейшие методы микроскопии, исследователи продемонстрировали, как клетки захватывают бактерии, такие как Escherichia coli и Staphylococcus aureus, с помощью крошечных выступов в своей мембране, в которых задействован белок актин.

«Наше исследование показывает, что на начальном этапе развития — до имплантации в матку и до формирования органов — эмбрионы уже имеют защитную систему, которая позволяет им устранять бактериальные инфекции», — отмечает Эстебан Хойман, исследователь из IBMB-CSIC и IDIBELL и руководитель исследования.

Этот процесс, как поясняет исследование, функционирует как механизм фагоцитоза, активирует иммунные гены в этих клетках, эффективно устраняет бактерии и способствует правильному эмбриональному развитию в случае инфекции. «Эта система может представлять собой источник иммунитета. Исследование раскрывает первое взаимодействие между новообразованным организмом и его биологической микросредой», — добавляет Хойман, директор Лаборатории биовизуализации эмбриональных клеток.

В исследовании приняли участие ученые из Центра геномной регуляции (CRG) в Барселоне, Университета Помпеу Фабра (UPF), Института биоинженерии Каталонии (IBEC), Университета Барселоны (UB), Университетской больницы Дешеус и ICREA.

Исследователи объясняют, что на начальном этапе развития эмбрионы подвергаются многочисленным изменениям окружающей среды, которые могут представлять угрозу, поскольку у них еще не сформировалась иммунная система, которая их защищает.

Инфекции в матке широко распространены и связаны с бесплодием. Однако до сих пор было неизвестно , как эмбрион реагирует на бактерии . Эта работа показывает, что иммунные возможности эмбриона начинаются задолго до существования белых кровяных клеток и «могут помочь нам в будущем улучшить фертильность, предотвратить эмбриональные пороки развития и разработать новые репродуктивные терапии», — объясняет Хойман.

В этом смысле это открытие также поднимает необходимость более детального изучения популяции бактерий, которые могут колонизировать матку, и проведения различий между захватчиками (и потенциальными патогенами) и потенциальными резидентными бактериями, которые могут оказывать благотворное влияние на репродуктивную физиологию.