Бактерии туберкулеза прячутся в тех самых клетках, которые обычно убивают их. Теперь мы знаем больше о том, как они избегают признания.
Туберкулез поражает миллионы людей во всем мире. Лечение от нее часто бывает длительным, от шести месяцев до двух лет. Таким образом, мы можем многое выиграть и сэкономить, найдя более эффективные методы лечения. Улучшение нашего понимания того, как работает бактерия, является ключом к достижению этого.
«Туберкулез существует с тех пор, как существуют люди», — говорит профессор Трюде Хелен Фло, содиректор Центра исследования молекулярного воспаления (CEMIR) Норвежского университета науки и технологий (NTNU).Эта долгая история помогла бактериям получить очень широкое распространение. Каждый третий человек может быть носителем этой бактерии, и даже если только десять процентов из них заболеют, это представляет собой серьезную проблему.
Одна из причин, по которой бактерия выжила так долго, заключается в том, что она разработала сложный механизм сокрытия в теле: она находится в белых кровяных тельцах, называемых макрофагами, тех самых клетках, которые обычно убивают ее.Вызывает хронические инфекцииБактерии туберкулеза относятся к микобактериальным возбудителям. Эти микобактерии могут вызывать хронические инфекционные заболевания.
Изучение бактерий туберкулеза может быть как опасным, так и сложным, но новая лаборатория высокого риска CEMIR теперь делает такие исследования возможными. Однако большое количество исследований туберкулеза проводится с использованием близкородственной Mycobacterium avium.Эта бактерия гораздо менее агрессивна и обычно вызывает проблемы только у птиц.
Он не убивает клетки, в которых прячется, но достаточно опасен, чтобы вызывать инфекции у людей с ослабленной иммунной системой, таких как пациенты, получающие лечение от рака, у которых уже есть проблемы с легкими или чья иммунная система иначе скомпрометировано.Это делает интересным непосредственное изучение M. avium, но результаты также можно использовать для исследования туберкулеза.
Так как же прячутся бактерии туберкулеза?Скрытый в «больших людях»
По сути, микобактерии — безбилетные пассажиры: они живут в макрофагах, основных клетках нашего тела, задача которых — поглощать различных врагов, бесполезные клетки и другие частицы. Макрофаги — это своего рода жестокая охрана на службе нашего тела.Наиболее опасные бактерии поражаются макрофагами.
Макрофаг поглощает бактерии и сразу же захватывает их в отдельный отсек клетки или везикулу. Этот пузырек называется фагосомой и является фактическим «палачом» в клетке.Фагосома сливается с другими пузырьками, содержащими различные разлагающие вещества. Созревает и превращается в лизосому.
В лизосоме бактерии разбиваются на отдельные составляющие, которые организм может повторно использовать. Однако некоторые микобактерии остаются незамеченными.Новое исследование CEMIR дает новое понимание того, почему.
Исследование, проведенное профессором Фло, только что было опубликовано в журнале PLOS Pathogens.Прячется в отдельном отсеке
Постдокторант Александр Гидон из CEMIR специализируется на использовании современных микроскопов. Он и его коллеги изучали микобактерии и макрофаги непосредственно через конфокальный микроскоп.
Гидон — первый автор нового исследования.Их исследования показывают, что M. avium не только избегает гибели макрофагами, но даже избегает их обнаружения. Именно на этой фазе признания исследователи CEMIR теперь могут пролить больше света.
Вначале макрофаги связываются и чувствуют M. avium, что вызывает воспалительную реакцию, которая является ключом к ограничению инфекции.Но затем бактерия предотвращает превращение фагосомы в лизосому.«После того, как M. avium поглощен макрофагом, он избегает разложения и прячется в отдельном отсеке внутри макрофага, в пузырьке, где он больше не распознается — сенсоры либо отсутствуют, либо не реагируют на присутствие бактерий.
Таким образом, они могут развиваться и делиться », — говорит Фло.«Как это происходит, мы пока не знаем. Но если бы мы могли предотвратить прятание микобактерий в этом отсеке или вытеснить из него бактерии, им было бы трудно не погибнуть.
Тогда возникли бы проблемы с возникновением хронического заболевания. инфекция ", — сказала она.Важным выводом может быть то, что не всем микобактериям удается избежать обнаружения.
Макрофаги поглощают все бактерии, но только наиболее приспособленные из них не обнаруживаются, и им удается спрятаться и выжить.Исследователи видят будущее исследование, в котором они попытаются выяснить, как микобактерии создают и поддерживают укрытия пузырьков, уклоняясь от обнаружения. Это позволило бы что-то сделать с этими хроническими инфекционными заболеваниями.
Лучшее лечение — это цельЛечение распространенного туберкулеза обычно начинается с четырех разных антибиотиков, а затем постепенно снижается до двух.
Весь процесс занимает около полугода. Но если туберкулезная бактерия устойчива к антибиотикам, выздоровление может занять до двух лет.«В отличие от ряда других инфекционных заболеваний, вы не приобретаете иммунитет, даже если болеете туберкулезом. Вы можете снова заразиться и заболеть, поэтому важно найти решения, которые могут обеспечить более мягкое и краткосрочное лечение», — говорит Фло .Фундаментальные исследования CEMIR являются частью этой работы.
Антибиотики предназначены для уничтожения бактерий. Устойчивость к антибиотикам становится все более серьезной проблемой. Эффективным решением может быть сочетание антибиотиков с веществами, стимулирующими нашу собственную иммунную систему.
Таким образом, бактерии будут атакованы с двух сторон, и поэтому им будет труднее найти места, где можно спрятаться.