Бактерии, вызывающие распространённые инфекции, могут защищаться, похищая иммунные молекулы

Бактерии, ответственные за инфекции среднего уха, конъюнктивит и синусит, защищаются от дальнейшей иммунной атаки, транспортируя молекулы, предназначенные для их уничтожения, от своей внутренней мембранной мишени. Это показало исследование из Детской больницы Нейшнвайд. Работа, опубликованная в ноябрьском выпуске PLoS Pathogens, впервые описывает транспортную систему, которую бактерии используют для обеспечения своего выживания.

Когда организм обнаруживает инфекцию, одной из первых линий защиты является отправка иммунных молекул — антимикробных пептидов (AMPs) хозяина — для атаки и уничтожения бактерий. Однако бактерии научились сопротивляться AMPs с помощью ряда контрмер, например, изменяя структуру своей внешней мембраны, чтобы сделать её менее проницаемой. Нетипируемая Haemophilus influenzae (NTHI) — одна из таких бактерий.

NTHI обитает в верхних дыхательных путях человека, обычно не причиняя вреда. Однако она способна превращаться из безвредной бактерии в патоген, вызывающий конъюнктивит, синусит, инфекции среднего уха и осложнения муковисцидоза. «При переходе в патогенное состояние NTHI защищается от повышенной выработки AMPs, используя белки Sap (от англ. sensitivity to antimicrobial peptides — чувствительность к антимикробным пептидам) для защиты от атаки», — пояснил ведущий автор исследования Кевин М. Мейсон, PhD. Однако оставалось неясным, как именно комплекс транспортера Sap обеспечивает защиту от AMPs.

Чтобы объяснить механизмы защиты NTHI, команда доктора Мейсона исследовала модель инфекции среднего уха на животных. Ранее они показали, что бактерии NTHI, лишённые белка SapA, уязвимы для атаки AMPs. В новом исследовании они описывают систему транспортера Sap, которая распознаёт и транспортирует молекулы иммунной защиты хозяина внутрь бактериальной клетки. Эта система необходима для выживания бактерий в организме хозяина.

«Похоже, NTHI чувствует присутствие этих иммунных молекул, похищает их у хозяина и вооружается для защиты от будущих атак», — сказал доктор Мейсон. «NTHI импортирует AMPs в бактериальную клетку, а затем расщепляет их внутри. Изменяя свои мембраны, бактерия выглядит так, будто уже подверглась атаке, что защищает её от дополнительных AMPs. По сути, транспорт AMPs действует как контрстратегия для уклонения от врождённого иммунного ответа и в конечном итоге питательно выгодна бактерии». Это исследование впервые предоставляет прямые доказательства того, что белок SapA способствует выживанию бактерий, обеспечивая защиту от AMPs в организме хозяина.

Доктор Мейсон считает, что нацеливание на транспортную систему Sap может стать способом использования производных AMPs в качестве альтернативы антибиотикам для лечения инфекций NTHI. «Наша долгосрочная цель — заблокировать эту систему поглощения и лишить бактерию необходимых питательных веществ. Если бы мы могли разработать низкомолекулярный ингибитор, блокирующий связывание и транспорт, мы могли бы сделать NTHI уязвимой для иммунной атаки, сохранив при этом нормальную микрофлору организма, которую часто нарушает применение обычных антибиотиков».