Врачам давно известно, что осложнения хламидиоза возникают не из-за самой бактерии, а из-за воспаления репродуктивных органов. Однако до сих пор оставалось неясным, что вызывает это разрушительное воспаление.
Результаты нового исследования, проведенного на мышах и опубликованного 9 февраля в PNAS, раскрывают точный механизм этого явления и идентифицируют состав иммунных клеток, участвующих в нем. Кроме того, исследования показывают, что организм борется с инфекцией хламидиоза двумя различными иммунными путями: один способствует удалению бактерий, а другой способствует воспалению и повреждению тканей.
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, ежегодно в США происходит более 2,8 миллиона случаев заражения хламидиозом. При отсутствии лечения хламидиоз может привести к воспалительным заболеваниям органов малого таза, хронической тазовой боли, внематочной беременности, бесплодию и воспалению простаты.
Инфекции хламидиоза можно вылечить с помощью быстрого лечения антибиотиками, но большинство людей, инфицированных этой бактерией, болеют тихими инфекциями, что приводит к отсрочке лечения. Нелеченные инфекции, которые сохраняются месяцами, а иногда и годами, могут вызвать необратимое воспалительное повреждение репродуктивных органов.«К тому времени, когда инфекция обнаруживается, часто происходит необратимое повреждение, поэтому нам срочно нужны методы лечения, предотвращающие эти разрушительные последствия», — сказал старший автор Майкл Старнбах, профессор кафедры микробиологии и иммунобиологии Гарвардской медицинской школы.
Наши результаты предлагают план разработки вакцин, которые могут стимулировать иммунную защиту от болезней, связанных с хламидиозом ».Результаты исследования показывают, что осложнения хламидийных инфекций возникают из-за воспаления, которое возникает, когда несколько типов защитных иммунных клеток устремляются к репродуктивным органам после того, как бактерия вторгается в организм. Примечательно, что исследования показывают, что эти иммунные клетки не участвуют в очищении от бактерий, а, скорее, это очищение вызвано другим классом иммунных клеток.По словам исследователей, существование таких отдельных иммунных реакций — хорошая новость.
«Это действительно обнадеживающее открытие», — сказала первый автор исследования Ребекка Лийек, которая проводила исследование в качестве постдокторанта в Гарвардской медицинской школе, а сейчас является доцентом кафедры биологии в колледже Маунт-Холиок. «Это означает, что если один класс иммунных клеток отвечает за устранение инфекции, в то время как другой класс иммунных клеток вызывает повреждение тканей и последующее заболевание, тогда мы можем разработать методы лечения, которые точно нацелены на воспаление, не увеличивая уровень бактерий».Чтобы понять, как бактерия повреждает ткань мочеполовой системы, команда начала с воссоздания симптомов, имитирующих человеческую хламидиозную инфекцию, у мышей — первый успешный пример этого. По словам исследователей, прошлые неудачи в воспроизведении человеческих симптомов на животных моделях на протяжении десятилетий препятствовали пониманию болезней, вызванных хламидиозом.
Затем команда проанализировала репродуктивную ткань инфицированных мышей, используя технику, которая определяет наличие различных иммунных клеток. Исследователи заметили, что в первые несколько дней после заражения иммунные клетки, известные как нейтрофилы — первые реагенты организма — заряжаются до урогенитального тракта и вызывают воспаление и повреждение.
Чтобы определить, что происходит в отсутствие нейтрофилов, исследователи использовали антитела, специально разработанные для нацеливания на эти клетки, сохраняя при этом все остальные. У инфицированных хламидиозом мышей, у которых отсутствовали нейтрофилы, не было обнаружено повреждений тканей, несмотря на то, что они являлись носителями бактерий. Отсутствие нейтрофилов не повлияло на уровень бактерий — показатель того, что нейтрофилы не играют никакой роли в уничтожении бактерий.Дальнейший анализ показал, что на более поздних стадиях инфекции — примерно через неделю после того, как бактерия попадает в организм — другой набор иммунных клеток попадает в урогенитальный тракт.
Исследователи наблюдали резко повышенный уровень двух типов Т-клеток. Известные как элитные убийцы тела, Т-клетки «обучены» искать и уничтожать патогены. В этом случае, однако, исследователи выделили два различных подтипа Т-клеток: Т-клетки общего назначения, Т-клетки-свидетели, которые вызывают воспаление, и хламидийно-специфические Т-клетки, сформированные в ответ на присутствие этой конкретной бактерии. Предыдущее исследование, проведенное командой Штарнбаха, показало, что хламидий-специфические Т-клетки несут ответственность за избавление от инфекции, но до сих пор ученые не знали, могут ли хламидийно-специфические Т-клетки также вызывать разрушительное воспаление.
Исследование показало, что это не так.Чтобы понять, что заставляет клетки, вызывающие воспаление, попадать в инфицированную ткань мочеполовой системы, исследователи проанализировали более 700 генов, способствующих воспалению и индуцирующих иммунитет. Во время инфекции эти гены высвобождают сигнальные белки, известные как хемокины, которые вызывают иммунные клетки, чтобы добраться до места заражения.
Исследователи определили трио хемокинов — CXCL 9,10,11 — которые были особенно высокими по сравнению со всеми остальными. Также известно, что эти самые белки играют роль в аутоиммунных заболеваниях, воспалительных заболеваниях кишечника и ревматоидном артрите.На последнем этапе исследователи использовали химическое соединение, чтобы заблокировать активность хемокинов, вызывающих воспаление. У мышей, получавших соединение, были заметно снижены уровни неспецифических, сторонних Т-клеток и заметно меньше воспаления и повреждения тканей по сравнению с необработанными мышами.
Примечательно, что улучшение произошло без какого-либо влияния на уровень бактерий.Несколько соединений, которые нацелены на рецептор вызывающих воспаление хемокинов CXCL 9,10,11, в настоящее время проходят клинические испытания в качестве лечения воспалительного заболевания кишечника.
«Наши данные показывают, что такие методы лечения также могут быть полезными при лечении и профилактике воспаления тазовых органов после хламидийной инфекции», — сказал Лийек.Работа была поддержана грантами Национальных институтов здравоохранения AI39558, AI062827 и Междисциплинарным центром эпидемиологии и профилактики инфекций, передаваемых половым путем, в рамках гранта AI113187.
В число соисследователей входили Дженнифер Хелбл из Гарвардской медицинской школы, Эндрю Олив из Медицинской школы Массачусетского университета и Кира Сейгер из колледжа Маунт-Холиок.