Бактерии туберкулеза живут и размножаются в иммунных клетках, а затем разрывают их

Колонии бактерии M. tuberculosis

Туберкулез существует уже давно — когда-то его называли «чахоткой». Он вызван бактериальным патогеном под названием Mycobacterium tuberculosis (Mtb); он может инфицировать иммунные клетки в легких, называемые макрофагами, которые обычно действуют, чтобы убить захватчика, такого как Mtb.

По оценкам ВОЗ, туберкулез поразил десять миллионов человек и стал причиной одного миллиона смертей только в 2018 году, что делает его одной из основных причин смерти в мире. Когда патогенная бактерия Mtb вдыхается и приводит к болезни (не все заболевают при заражении), она, как правило, поражает легкие и вызывает кашель, жар и потерю веса. Эти симптомы могут быть легкими в течение многих месяцев, и в это время инфицированные люди могут передавать болезнь другим людям. Многие штаммы Mtb становятся устойчивыми к антибиотикам, и инфицированным людям часто приходится принимать антибиотики в течение нескольких лет. При отсутствии лечения болезнь может быть смертельной.

Патоген поглощается легочными макрофагами, но бактерия замечательно адаптировалась к своему человеческому хозяину и может взять под контроль эти обычно защищающие клетки. Чтобы узнать больше о том, как патоген заражает клетки, группа исследователей, в том числе профессор Трюде Хелен Фло из Центра исследований молекулярного воспаления (CEMIR) Норвежского университета науки и технологий, зафиксировала процесс гибели инфицированных макрофагов. Их исследование было опубликовано в журнале Nature Communications позавчера.

«Мы наблюдали бактерию туберкулеза и некоторые из исследуемых нами белков с помощью флуоресцентных цветов, таких как синий, красный и зеленый в клетках. Мы использовали передовую флуоресцентную микроскопию, чтобы снять их, прежде чем изучать их с помощью трехмерного электронного микроскопа с нанометровым разрешением», — сказал Фло. 

Инфекция регистрировалась в течение нескольких 24-часовых интервальных серий.

«Бактерия туберкулеза живет в макрофагах, которые охраняют, удаляют отходы и заботятся о иммунной системе», — отметил Фло. «Бактерия туберкулеза живет в лучшем укрытии в мире».

Теперь исследователи наблюдали, как патогенные бактерии размножаются в клетке-хозяине до такой степени, что клетка лопается, высвобождая патогены и распространяя инфекцию на большее количество клеток, где процесс может повторяться. Видео ниже показывает, как Mtb убегает от своего хозяина.

«Бактерия туберкулеза делает это, пробивая отверстия в мембране, окружающей макрофаги. Это вызывает взрывной иммунный ответ, при котором клетка, в которой они живут, умирает, позволяя бактериям распространяться на другие клетки. Бактерии действуют в двух режимах: в первом они делятся и размножаются, будучи скрытыми внутри клетки, в которой они живут, и второй, где они вырываются и заражают здоровые ткани», — объяснил Фло.

Теперь, когда исследователи получили более полное представление об инфекции, они смогут найти способы более эффективного лечения.

«Антибиотики работают против бактерий, но мы предполагаем разработать лечение, которое могло бы контролировать гибель клеток и повреждение тканей, вызванное бактерией туберкулеза. В сочетании с антибиотиками это могло бы обеспечить более эффективное лечение, но мы еще не достигли этого», — отметил Фло.

DOI: 10.1038/s41467-020-16143-6

Вас также может заинтересовать:

• Умирающие бактерии, жертвуют собой, чтобы спасти свою колонию
• В сосудистых аномалиях мозга «виноваты» бактерии кишечника
• Как пенициллин взрывает бактерии