Почти вековая история вакцины БЦЖ и антибиотиков сделали туберкулёз нелетальной болезнью, однако с её «социальным» характером справиться до сих пор не удалось. И дело не только во всё более частых иммунодефицитах, растущей плотности населения и постоянных миграциях. Учёным до сих пор детально не известны все «уловки», к которым прибегает Mycobacterium tuberculosis и её ближайшие сородичи.
Например, совсем недавно медики выяснили, как микобактерии эффективно уклоняются от распознавания клетками иммунной системы. А новая работа Лалиты Рамакришнан, опубликованная в Cell, даже ставит под сомнение справедливость всего современного взгляда на развитие туберкулеза.
Рамакришнан и Джеймс Дэвис показали, что пресловутый «гранулематозный вал», образуемый макрофагами вокруг скопления микобактерий и так хорошо проявляющий себя в виде зловещих белых отметин при флюорографии,
больше похож не на «тюрьму», в которой микобактерии изолированы от окружающего мира, а на «крепость», из которой инфекционные агенты могут легко делать новые и новые вылазки.
Хотя туберкулёз не только легочное заболевание, основной путь попадания микобактерий в организм – воздухоносные пути, где возбудителя «поедают» макрофаги. В случае с большинством бактерий на этом история и заканчивается, но микобактерии, равно как и легионеллы, научились обходить естественную защиту организма, нарушая «пищеварительный» цикл фагоцитов.
В результате цитоплазма макрофагов становится для них не последним пристанищем, а вовсе наоборот – прекрасной стартовой площадкой с запасом питательных ресурсов и временной защитой от относительно агрессивной окружающей среды. Кроме того, микобактерии мешают макрофагам сообщить об инфекции лимфоцитам, отвечающим за более адресные и сильные защитные реакции.
Казалось бы, наш организм нашел выход – тысячи гибнущих макрофагов образуют воспалительный узелок – гранулему, постепенно превращающуюся в известняковый очаг Гона.
И чешский патологоанатом, впервые описавший эту структуру в 1912 году, и его последователи резонно считали, что организм тем самым «отграничивается» от инфекции, с которой просто не способен справиться. И хотя бактерии сохраняют внутри гранулём жизнеспособность, для нас они уже не представляют опасности. Этот механизм не уникален для микобактериальной инфекции – гибель макрофагов всегда становится «приманкой» для других макрофагов, вот только обычно с возбудителем удается справиться быстрее.
Рамакришнан и Дэвис решили посмотреть, как происходит развитие гранулемы, но не на млекопитающих, а на прозрачных эмбрионах рыбки данио, давно ставших излюбленным объектом эмбриологов. Безусловно, иммунная система рыб отличается от млекопитающих, но механизмы фагоцитоза, равно как и сигнальные системы, одинаковы практически у всех позвоночных. Так что с экстраполяцией результатов на человека у авторов исследования проблем не возникло.
Благо было что экстраполировать: ученые выяснили, что новых макрофагов в очаг инфекции «заманивают» в первую очередь не традиционные маркеры гибели себе подобных, а микобактерии, ищущие новые плацдармы для размножения.
Ген сигнальной молекулы локализован в районе ESX-1/RD1 – лишённые его бактерии так же хорошо чувствовали себя в хозяйских клетках, но вот приманивать новые не могли. А вот полноценные штаммы отлично справлялись с этой задачей – для экономии времени вновь и вновь приходящие в очаг инфекции макрофаги поедали не только микобактерии, но и умирающие клетки, уже «нашпигованные» возбудителями.
Как давно микобактерии научились обманывать нашу сигнальную систему, ещё предстоит выяснить. В любом случае эта уловка уникальна:
для любой другой инфекции такой подход был бы губительным, ведь в подавляющем большинстве случаев макрофаги отлично распознают и полностью переваривают бактерии.
Обнаруженный феномен можно использовать двояко: с одной стороны, это отличное направление для разработки нового класса специфичных к туберкулезу препаратов, замедляющих миграцию клеток в очаг и лишающих микобактерии плацдарма для стартового рывка. С другой стороны – эту же систему можно использовать для ускорения течения других инфекций, приманивая макрофаги туда, где необходимо воспаление.