Небольшие генетические различия при туберкулезе приводят к очень разным заболеваниям

Туберкулез вызывается бактерией Mycobacterium tuberculosis, которая, как полагают, существует уже около 150 миллионов лет. Первая инфекция туберкулеза у человека, возможно, была около 9000 лет назад, и патоген по-прежнему является основной причиной смерти; по данным Всемирной организации здравоохранения, он заражает около 10 миллионов и убивает 1,5 миллиона человек во всем мире каждый год. Туберкулез может распространяться, когда инфицированный человек говорит, кашляет или даже просто выдыхает воздух.

Многие люди также инфицированы штаммами туберкулеза, которые не вызывают у них никаких проблем со здоровьем; по оценкам, четверть населения мира инфицирована, и только от пяти до пятнадцати процентов из них болеют. Туберкулезные инфекции, которые вызывают болезнь, обычно лечатся антибиотиками.

Исследователи обнаружили, что два штамма M. tuberculosis, которые имеют только небольшие различия в своих геномах, атакуют клетки легких совершенно по-разному. Один из этих штаммов считается «высокой передачей», а другой — «низкой передачей» из-за того, как они распространяются. Результаты были опубликованы в Nature Communications.

В этом исследовании модель мыши использовалась для изучения того, как штаммы заражали хозяев. У мышей, подвергшихся воздействию штамма высокой передачи, иммунные клетки быстро образовывали сгустки, называемые гранулемами, которые окружают бактериальных захватчиков и останавливают ухудшение заболевания. Гранулемы со временем разрушаются и разливают свое содержимое. Ученые обнаружили, что патогенные бактерии могут избежать этого разлива, и если они находятся близко к бронхиолам, они могут быть удалены в виде инфекционных аэрозолей. Таким образом, штамм распространяется быстрее.

У мышей, заболевших штаммом низкой передачи, иммунные клетки в легких, называемые альвеолярными макрофагами, не реагировали быстро, и в легких наблюдались только пятна воспаления. Патогенные бактерии не смогли попасть в дыхательные пути, но вызвали тяжелую инфекцию.

“Мы давно знаем, что некоторые люди с туберкулезом более заразны, чем другие. Однако до сих пор механизмы, ответственные за эту изменчивость передачи между людьми с туберкулезом, не были хорошо поняты», — сказала старший автор исследования Падмини Салгейм, заместитель директора Научно-исследовательского института общественного здравоохранения в Медицинской школе Рутгерса в Нью-Джерси.

Это исследование показывает, что различия в штаммах M. tuberculosis оказывают значительное влияние на несколько факторов, включая передачу заболевания, реакцию альвеолярных макрофагов легких и то, как инфекция проявляется в организме, добавил Салгейм.

Исследование также может объяснить, почему лечение будет хорошо работать у одного пациента, а не у другого. Это может дать представление о том, что позволит ученым разработать лучшую терапию.