В новом исследовании, опубликованном в журнале The Journal of Experimental Medicine, ученые из Университета Нотр-Дам (University of Notre Dame) обнаружили, что патоген Mycobacterium tuberculosis (МБТ) высвобождает РНК в инфицированные клетки. Эта РНК стимулирует образование соединения, известного как бета-интерферон, который, по-видимому, поддерживает рост патогена.
Глобальная проблема – туберкулез
МБТ является 1-й причиной заражения инфекционным патогеном и ежегодно убивает до 1,8 миллиона человек. По оценкам Всемирной организации здравоохранения, 200 000 из этих смертей приходятся на детей. Должностные лица здравоохранения не имеют эффективной вакцины против туберкулеза легких, и антибиотики, используемые для лечения болезни, должны приниматься в течение шести-девяти месяцев – устрашающий режим, который бросает вызов соблюдению пациентом. Болезнь распространена в некоторых частях мира, где системам здравоохранения не хватает инфраструктуры и финансирования.
Материалы и методы обследования
Инфекции МБТ вызывают битву между иммунным ответом и способностью бактерий обходить этот ответ – кто побеждает в битве, определяет способность организма контролировать инфекцию. Шори и Юн Ченг (Yong Cheng) решили определить, как РНК микобактерий может влиять на реакцию макроорганизма.
Результаты научной работы
В рамках исследования ученые обнаружили, что мыши, не имеющие ключевого белка, необходимого для ответа на чужую РНК и, следовательно, требуемого для производства бета-интерферона, были способны контролировать инфекцию МБТ наилучшим образом. Это открытие стало неожиданностью для исследователей, поскольку бета-интерферон необходим для борьбы с вирусными инфекциями.
«Результаты показывают, что наш иммунный ответ на микобактериальную РНК полезен для патогена и вреден для хозяина. Это полная противоположность вирусным инфекциям», – сказал соавтор исследования Джефф Шори и Джордж Б. Крейг-младший (Jeff Schorey, George B. Craig), сотрудник кафедры биологических наук в Университете Нотр Дам. «Это исследование дает нам лучшее представление о том, как микобактерии вызывают заболевание и что делает их самым успешным патогеном в истории человечества».
Ученые обнаружили, что, выпустив РНК, бактерии начали цепную реакцию внутри макрофагов, клеток иммунной системы, что привело к механизму, который приводит к выживанию МБТ путем продуцирования интерферона.
Хотя исследователи давно знают, что бактерии продуцируют белки и другие соединения для модуляции иммунного ответа, такая роль микобактериальных нуклеиновых кислот была только недавно определена. При вирусных инфекциях, в отличие от бактериальных инфекций, вирус высвобождает свои нуклеиновые кислоты, так как он нуждается в аппарате клетки-хозяина, чтобы помочь сделать вирусные белки и воспроизвести их геном. Напротив, у бактерий уже есть механизм для этих процессов, предполагая, что высвобождение РНК в клетки макроорганизма является преднамеренным. Авторы обнаружили, что МБТ использует свою секреторную систему, известную как SecA2, для опосредования выделения РНК из микобактерий.
«У бактерий есть все необходимые инструменты, чтобы воспроизвести свои белки, поэтому факт, что они высвобождают нуклеиновые кислоты, был неожиданностью», – сказал Шорей. «Эти ошибки используют этот способ восприятия РНК, который развился, чтобы способствовать противовирусной активности, – иными словами, бактерии манипулируют нашей собственной иммунной системой против нас».
Выводы
Несмотря на эти трудности, Шорей считает, что результаты исследования показывают потенциал для развития иммунотерапии, чтобы избирательно стимулировать защитные ответы иммунной системы в качестве варианта лечения MБT и других бактериальных инфекционных заболеваний.
Авторы другого исследования утверждают, что машинное обучение помогает выявить гены устойчивости к антибиотикам у микобактерий туберкулеза.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
