Мышиная микобактерия имеет все шансы стать новой вакциной от туберкулеза. Биологи уже «поковырялись» в ее геноме, после чего подтвердили эффективность модифицированной бактерии в эксперименте с грызунами: 20% животных остались здоровыми даже после смертельной дозы Mycobacterium tuberculosis.
Вакцина от туберкулеза
Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), от туберкулеза ежегодно погибает около 1,7 миллиона человек, каждый третий – инфицируется. «Бороться с эпидемией туберкулеза все сложнее и сложнее – Mycobacterium tuberculosis приобретает резистентность», – пишут ученые из исследовательских центров США.
В 90% случаев мы переносим инфекцию в скрытой форме. Клеточный иммунитет – основной механизм, который подавляет болезнетворное размножение M. tuberculosis. В большинстве случаев иммунитет именно подавляет развитие туберкулеза, но не уничтожает возбудителя болезни. «Контрацептивные» свойства иммунитета (по отношению к микобактерии) обусловлены работой Т-лимфоцитов, которые активируют каскад биохимических реакций и стимулируют синтез токсичного оксида азота (NO), губительного для бактерий.
Ученые убеждены, что для борьбы с туберкулезом необходимо не только укреплять иммунитет, но и создавать вакцины. Единственная на сегодня – вакцина Гальметте-Гарена, приготовленная из штамма ослабленной живой коровьей туберкулезной бациллы, которая утратила вирулентность для человека – Mycobacterium bovis BCG. В большинстве случаев она эффективна. Но, как показывает практика и клинические исследования, эффективность ослабленных коровьих микобактерий изменчива. «Похоже, что действие вакцины Гальметте-Гарена зависит от географического положения», – пишут микробиологи из США. Ученые объясняют, что у экватора эффективность ослабленных микобактерий вообще сходит на нет: «Получается, что вакцина не работает как раз там, где туберкулез наиболее распространен».
«Более того, иммунитет, вырабатываемый под действием вакцины Гальметте-Гарена, не справляется с патологическими процессами, вызываемыми M. tuberculosis. А у ВИЧ-позитивных детей вакцинация провоцирует осложнения», – продолжают исследователи, объясняя, что новая вакцина нужна жителям и Африки, и других континентов.
Мышиный туберкулез
Микобактерии используют всяческие молекулярные и клеточные ухищрения, которые позволяют инфекции сосуществовать с иммунитетом. Не так давно ученые показали, что вредные стволовые клетки убивают иммунитет и помогают возбудителю болезни.
«Необходимо разобраться в тонкостях механизмов, которые позволяют возбудителю туберкулеза избежать атаки иммунитета»,- говорит Уильям Якобс (William Jacobs) из Медицинского института Говарда Хьюгса (Howard Hughes Medical Institute).
Чтобы выяснить, как M. tuberculosis умудряется перехитрить иммунитет, доктор Якобс и его коллеги обратили внимание на микобактерию, от которой люди не болеют, но грызуны дохнут - Mycobacterium smegmatis.
Микробиологи культивировали мышиную микобактерию. Правда, предварительно они заблокировали в геноме M. smegmati комплекс генов, которые могут быть ответственными за «камуфляж» - укрытие от иммунной системы. Оказалось, что без генов ESX-3 M. smegmati уже не вызывает у грызунов смертельной болезни: Т-клетки узнают бактерию и быстро справляются с инфекцией. Коллеги доктора Якобса удали комплекс ESX-3 из генома человеческой микобактерии. Но оказалось, что без этих генов M. tuberculosis погибает. «Это означает, что мы не можем манипулировать M. tuberculosis посредством комплекса ESX-3», – пишут ученые, объясняя, что таким способом они точно не создадут вакцину.
Мышиная вакцина
Микробиологи нашли «запасный выход» из сложной ситуации. Они позаимствовали гены ESX-3 у M. tuberculosis. Этот комплекс ученые пересадили в геном мышиной бактерии, которая утратила способность прятаться от иммунитета. Получилась мышиная микобактерия с генами человеческого возбудителя туберкулеза - ей ученые и инфицировали грызунов. Иммунная система мышей справилась и с такими бактериями – животные не заболели.
Через восемь недель, когда иммунитет животных уже должен был научиться атаковать микобактерии, ученые ввели мышам экстремально высокую (смертельную) дозу возбудителя туберкулеза – M. tuberculosis. «Такая доза микобактерии была бы смертельной даже для человека», - комментируют ученые. Оказалось, что вакцинированные животные жили 135 дней и более, а животные из контрольной группы погибли к пятьдесят четвертому дню эксперимента. «Интересно то, что уровень M. tuberculosis в тканях вакцинированных животных был очень низким, - продолжают ученые. - Более того, каждое пятое животное прожило более 200 дней». Ваажно и то, что у мышей-долгожителей внутренние органы были абсолютно здоровыми.
Доктор Якобс акцентирует внимание на том, что столь эффективный ответ организма на инфицирование M. tuberculosis отмечался лишь в 20% случаев. Остальные животные все же погибли от инфекции. «Мы не знаем, будет ли такая вакцина применима для человека. Но мы намерены продолжить начатую работу», – завершают ученые. Они полагают что после некоторых доработок в арсенале медиков появится вакцина от туберкулеза.
С подробностями исследования можно ознакомиться в статье, опубликованной в Nature Medicine.
