Новое исследование показывает, что бактерии туберкулёза симулируют смерть, чтобы избежать воздействия вакцин.
Вакцина защищает более 100 миллионов младенцев каждый год от тяжёлого туберкулёза (ТБ), включая смертельное отёка мозга, которое он может вызвать у младенцев и малышей. Но вакцина не предотвращает развитие более распространённой формы ТБ, поражающей лёгкие, у взрослых.
Это позволяет туберкулёзу оставаться самым смертоносным инфекционным заболеванием в мире, уносящим жизни 1,25 миллиона человек в год.
«Эта бактерия невероятно хорошо умеет выживать в условиях иммунной системы», — говорится в исследовании.
Согласно большинству исследований, существующая вакцина от ТБ вызывает сильную реакцию иммунной системы. Поскольку стандартные меры оценки иммунитета не позволяют предсказать защиту во взрослом возрасте, исследователи применили новый подход — изучили, как бактерия ТБ уклоняется от иммунной системы, подготовленной к её уничтожению.
Их генетическое исследование на мышах, недавно опубликованное в журнале npj Vaccines, показывает, что бактерии ТБ могут, по сути, притворяться мёртвыми, чтобы пережить иммунный ответ.
Почему туберкулёз сложно победить
ТБ также известен под историческим названием — чахотка, термин, отражающий медленное, изнурительное и часто смертельное течение болезни.
«Существует острая необходимость в улучшении профилактики, потому что лечение само по себе не сможет сдержать распространение ТБ», — говорит Аманда Мартинот, доцент школы ветеринарной медицины Каммингса при Университете Тафтса и соавтор исследования.
«Когда лекарства для лечения ТБ стали доступны более 60 лет назад, число случаев заболевания резко снизилось во всём мире. Но ТБ вновь появился вместе с эпидемией ВИЧ, и он становится всё более устойчивым к традиционным антибиотикам. С учётом лишь нескольких новых лекарств, доступных для лечения устойчивого туберкулёза, вылечить его теперь гораздо сложнее».
В то время как другие респираторные заболевания, такие как грипп и COVID-19, вызываются вирусами, которые часто мутируют и для которых постоянно требуются новые вакцины, ТБ вызывается очень генетически стабильной бактерией — Mycobacterium tuberculosis. Поэтому теоретически ТБ должен легко предотвращаться с помощью вакцины.
Для своего исследования команда использовала инструмент, называемый секвенированием вставок транспозонов, или TnSeq, чтобы определить, какие гены необходимы для выживания бактерий у четырёх групп мышей.
Первая группа мышей была вакцинирована существующей вакциной, которая была разработана более 100 лет назад из типа ТБ, наблюдаемого у коров. Второй группе была введена экспериментальная вакцина, основанная на ТБ, наблюдаемом у людей, которая вызвала более сильный иммунный ответ, чем единственная вакцина, одобренная в настоящее время. Третья группа мышей была инфицирована ТБ, а затем вылечена антибиотиками. И последняя, контрольная группа, никогда не вакцинировалась и не была инфицирована ТБ.
Исследователи ожидали обнаружить ключевые гены, необходимые ТБ для выживания у вакцинированных хозяев, и действительно нашли некоторые, которые потенциально стоит изучить для будущих вакцин. Но большее удивление вызвало то, какие гены бактерии не нужны после вакцинации или перенесённой инфекции.
«Мы были наиболее удивлены, обнаружив, что определённые гены, которые обычно важны для стимулирования быстрого роста бактерий и вызывающие серьёзную инфекцию туберкулёзом, не так необходимы, когда бактерии инфицируют человека, у которого уже есть иммунный ответ, либо из-за вакцинации, либо из-за ранее перенесённой инфекции», — говорит Мартинот.
Вместо этого исследователи обнаружили, что бактерии ТБ, по-видимому, меняют стратегию, полагаясь на разные гены, которые помогают им справляться со стрессом и прекращать рост во враждебной среде.
«Мы подозреваем, что бактерии затаились, притихли, пока иммунный ответ не ослабнет, будь то из-за снижения защиты вакцины, ВИЧ или других состояний», — говорит Элисон Кэри, доцент Университета Юты и соавтор исследования.
Эти знания могут помочь учёным создать методы лечения, которые можно будет применять вместе с вакцинами, чтобы помочь иммунной системе уничтожить ТБ, когда он пытается спрятаться.
Команда также обнаружила, что разные вакцины или способы их введения могут влиять на то, какие гены необходимы ТБ для выживания. Это показывает, что разные вакцины могут оказывать разное давление на бактерии, что может привести к созданию новых, более эффективных комбинаций вакцины и бустерной дозы.
«Эта бактерия невероятно хорошо умеет выживать в условиях иммунной системы», — говорит Мартинот.
«Она инфицирует людей со времён Древнего Египта. Необходимы дополнительные исследования, чтобы мы наконец смогли перехитрить ТБ и взять под контроль нынешнюю глобальную чрезвычайную ситуацию».
Университет Тафтса, Университет Юты, Гарвардская школа общественного здравоохранения им. Т. Х. Чана и Техасский университет A&M.
Источник: Университет Тафтса.