Бактерії туберкульозу можуть «прикидатися мертвими», щоб пережити імунну відповідь

Щороку вакцина захищає понад 100 мільйонів немовлят від важких форм туберкульозу (ТБ), включаючи смертельний набряк мозку, який може розвинутися у немовлят. Але та сама вакцина не запобігає більш поширеній формі туберкульозу у дорослих, яка вражає легені. Це дозволяє цій хворобі залишатися найсмертоноснішою інфекційною хворобою у світі, вбиваючи 1,25 мільйона людей на рік.

Згідно з більшістю досліджень, сучасна вакцина проти туберкульозу викликає потужну імунну відповідь. Але стандартні показники імунітету не передбачають захисту у дорослих. Тому вчені з Ветеринарної школи Каммінгса Університету Тафтса, Університету Юти, Гарвардської школи громадського здоров'я ім. Т. Х. Чана та Техаського університету A&M застосували новий підхід — вони вивчали, як бактерія туберкульозу уникає імунної системи, яка налаштована її знищити.

Їхнє генетичне дослідження на мишах, нещодавно опубліковане в npj Vaccines, показало, що бактерії туберкульозу можуть по суті «вдавати мертвих», щоб пережити імунну відповідь.

Туберкульоз також відомий під своєю історичною назвою — сухоти, термін, що відображає повільне, виснажливе та часто смертельне перебіг хвороби.

«Існує нагальна потреба в кращій профілактиці, оскільки саме лише лікування не зупинить поширення туберкульозу», — каже Аманда Мартіно, доктор медичних наук, магістр охорони здоров’я, доктор філософії, доцент Школи ветеринарної медицини Каммінгса та співавтор дослідження. «Коли понад 60 років тому стали доступними ліки від туберкульозу, кількість випадків захворювання різко скоротилася у всьому світі. Але туберкульоз повернувся з епідемією ВІЛ і стає дедалі стійкішим до традиційних антибіотиків. Зараз існує лише кілька нових препаратів для лікування резистентного туберкульозу, що значно ускладнює його лікування».

На відміну від інших респіраторних захворювань, таких як грип чи COVID-19, які спричиняються вірусами та потребують постійного оновлення вакцин через часті мутації, туберкульоз викликається дуже генетично стабільною бактерією Mycobacterium tuberculosis. Теоретично це означає, що хворобу має бути легко запобігти за допомогою вакцини.

У своєму дослідженні команда використала метод, який називається секвенуванням вставки транспозонів (TnSeq), щоб визначити, які гени потрібні бактеріям для виживання у чотирьох групах мишей.

• Першу групу вакцинували існуючою вакциною (розробленою понад 100 років тому зі штаму туберкульозу у корів).
• Друга отримала експериментальну вакцину на основі людського штаму туберкульозу, який, як показали доклінічні дослідження, викликає сильнішу імунну відповідь.
• Третя група раніше була інфікована туберкульозом, а потім лікувалася антибіотиками.
• Четверта група (контрольна) ніколи не стикалася з вакциною чи інфекцією.

Вчені очікували знайти ключові гени, які бактерії використовують для виживання у вакцинованих господарів, і справді вони знайшли кілька потенційних мішеней для майбутніх вакцин. Але найбільшим сюрпризом стали гени, які бактеріям не потрібні були після вакцинації чи інфекції.

«Ми були особливо здивовані тим, що певні гени, які зазвичай важливі для швидкого росту бактерій та спричинення серйозної туберкульозної інфекції, не були такими необхідними, коли бактерії інфікують організм з попередньо існуючою імунною відповіддю – чи то внаслідок вакцинації, чи попередньої інфекції», – сказав Мартіно.

Натомість дослідники виявили, що бактерії туберкульозу змінюють свою стратегію, спираючись на інші гени, які допомагають їм справлятися зі стресом та «завмирати» в несприятливому середовищі.

«Ми підозрюємо, що бактерії ніби «зачаїлися», мовчать, поки імунна відповідь не ослабне — чи то через ефективність вакцини, ВІЛ, чи інші фактори», — пояснює Еллісон Кері, доцент Університету Юти та співавтор дослідження.

Ці висновки можуть допомогти вченим створити ліки, які можна використовувати разом із вакцинами, щоб допомогти імунній системі «викурити» туберкульоз з місця, де він ховається.

Команда також виявила, що різні вакцини або спосіб їх введення змінюють гени, необхідні для виживання туберкульозу. Це показує, що різні вакцини чинять різний тиск на бактерії, і відкриває шлях до нових, ефективніших комбінацій вакцин та бустерів.

«Ця бактерія неймовірно добре пристосована до виживання в імунній системі», — каже Мартіно. «Вона заражає людей ще з часів Стародавнього Єгипту. Потрібні додаткові дослідження, щоб нарешті перехитрити туберкульоз і взяти під контроль цю глобальну надзвичайну ситуацію».