Стафилококк бьет иммунитет его же оружием

Недавно американские биохимики смогли разгадать одну из самых сложных загадок, которые загадывает людям золотистый стафилококк, пренеприятнейший и опаснейший для человечества микроорганизм. Ученые выяснили, каким образом он может нейтрализовать действия иммунных клеток. Оказалось, что бактерия использует для этого их же собственное оружие.

Фото:

Одной из самых опасных для человечества болезнетворных бактерий является золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus), постоянными носителями которого являются около 20 процентов населения Земного шара — он может достаточно долго сохраняться на кожных покровах и слизистых оболочках верхних дыхательных путей человека. Этот микроорганизм вызывает целый ряд заболеваний, начиная от кожных раздражений и фурункулов, и заканчивая такими опасными болезнями как пневмония, менингит, остеомиелит, эндокардит, инфекционно-токсический шок и сепсис. Однако самое опасное в нем то, что стафилококк не только весьма устойчив к действию антибиотиков (что происходит от способности бактерии быстро мутировать в "нужном направлении"), но и нечуствителен к "атакам" со стороны иммунных клеток человека.

Вообще, когда наблюдали за поведением этой бактерии в живом организме, то создавалось впечатление, что наши клетки-защитники смертельно боятся стафилококка. Обычно вокруг патогенного микроорганизма после попадания его в тело человека сразу же собираются стройные ряды тех, кто защищает наше здоровье. Причем первыми подходят клетки, известные как нейтрофилы — в их задачу входит задержать "нарушителя" до тех пор, пока не появится "тяжелая артиллерия" в виде макрофагов-моноцитов. Именно они-то и уничтожают носителя инфекции.

Однако, в случае со стафилококком, заключительного этапа данной "операции" почему-то не происходит — макрофаги совсем не стремятся приблизится к зловредному микроорганизму, словно он чем-то отпугивает их. Но что это может быть? Недавно группе ученых из медицинского центра Чикагского университета (США), которой руководил профессор Олаф Шнеевинд, удалось выяснить, каким именно образом стафилококку удается успешно отражать атаки иммунных клеток. И самым интересным оказалось то, что микроорганизм побеждает своих противников, используя их собственное оружие.

Сначала исследователи выяснили, что среди всех штаммов S. aureus имеется один, содержащий мутацию генов, кодирующих ферменты под названием стафилококковая нуклеаза и аденозинсинтетаза. Оба этих белка нужны для того, чтобы разрушать нуклеиновые кислоты (например, наследственное вещество вирусов-бактериофагов, что проникают в бактериальную клетку). После ряда экспериментов выяснилось, что именно особи этого мутантного штамма наиболее эффективно "отбивают" атаки макрофагов. Ученых заинтересовал один вопрос — не могут ли быть связаны данные мутации со способностью бактерий противостоять действиям клеток-защитников?

Оказалось, что связь между двумя этими явлениями действительно имеется. Как было сказано выше, сначала на пути инфекционного агента всегда встают клетки-нейтрофилы, которые, обнаружив "нарушителя", начинают выбрасывать из своих ядер собственное ДНК во внешнюю среду (сами они при этом погибают). Эта ДНК собирается в структуру, напоминающую сложную сеть, в которой и запутывается бактерия. Таким образом нейтрофилам ценой собственной жизни уудается задержать патогенный микроорганизм до того момента, когда к нему приблизятся макрофаги и убьют его.

Так вот, проведенные группой Шнеевинда эксперименты с нормальными и мутантными штаммами стафилококков показали, что когда макрофаги подходили к запутавшимся в ДНК-овой сети бактериям, то, в том случае, если это был мутант, они просто… погибали. Более подробное изучение ситуации показало, что микроорганизмы убивали их каким-то токсином — у погибших макрофагов были все признаки клеточного "отравления". Но откуда стафилококки брали этот яд? Оказывается, они с помощью модифицированных ферментов стафилококковой нуклеазы и аденозинсинтетазы превращали компоненты нитей нейтрофильной ловушки в вещество под названием 2'-дезоксиаденозин, который смертельно опасен для макрофагов.

Таким образом, стафилококк научился бороться с защитными клетками, используя их же собственное оружие. Именно поэтому в последнее время этот микроорганизм стал практически неуязвимым для человеческого иммунитета. И сразу же стало ясно, что прежняя стратегия борьбы с этим вредителем была совершенно не рациональной — она как раз подразумевала то, что если больной стафилококковой инфекцией будет принимать лекарства, стимулирующие иммунитет, то он сможет справится со стафилококком (эта стратегия была избрана после появления у стафилококка штаммов вроде MRSA, которые не чувствительны к действию антибиотиков). Но после открытия ученых из группы профессора Шнеевинда стало ясно, что этим микроорганизм не остановить — сколько не стимулируй иммунитет, он все равно взломает "линию обороны" клеток защитников.

Впрочем, авторы работы уверены в том, что отчаиваться не следует — нужно просто пересмотреть саму стратегию. Хотя с их точки зрения, справиться с вышеописанной особенностью бактерии, которая позволяет ей избавляться от макрофагов, будет непросто: если начать создавать препараты, блокирующие действия "мутантных" бактериальных ферментов и дезоксиаденозина, то есть риск того, что эти лекарства смогут повредить и человеческому организму. Однако все-таки, по мнению биохимиков, разработать такое вещество, которое смогло бы и бактерию ее оружия лишить, и больному хуже не сделать, все-таки возможно…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"