Tuberkulozes baktērijas var "izlikties mirušas", lai izdzīvotu imūnreakcijā

Vakcīna katru gadu pasargā vairāk nekā 100 miljonus zīdaiņu no smagām tuberkulozes (TB) formām, tostarp nāvējoša smadzeņu tūskas, kas var attīstīties zīdaiņiem. Taču tā pati vakcīna neaizsargā pret pieaugušajiem biežāk sastopamo TB formu, kas uzbrūk plaušām. Tas ļauj šai slimībai joprojām būt pasaulē nāvējošākajai infekcijas slimībai, ik gadu nogalinot 1,25 miljonus cilvēku.

Saskaņā ar lielāko daļu pētījumu, pašreizējā tuberkulozes vakcīna rada spēcīgu imūnreakciju. Taču standarta imunitātes mērījumi neparedz aizsardzību pieaugušajiem. Tāpēc zinātnieki no Taftsas Universitātes Kamingsa Veterinārmedicīnas skolas, Jūtas Universitātes, Hārvardas T. H. Čana Sabiedrības veselības skolas un Teksasas A&M Universitātes izvēlējās jaunu pieeju — viņi pētīja, kā tuberkulozes baktērija apiet imūnsistēmu, kas ir gatava to iznīcināt.

Viņu ģenētiskais pētījums ar pelēm, kas nesen publicēts žurnālā npj Vaccines, parādīja, ka TB baktērijas būtībā var "izlikties par mirušām", lai izdzīvotu imūnreakcijā.

Tuberkuloze ir pazīstama arī ar savu vēsturisko nosaukumu — patēriņu —, kas atspoguļo slimības lēno, novājinošo un bieži vien letālo progresēšanu.

“Steidzami nepieciešama labāka profilakse, jo ārstēšana vien neapturēs tuberkulozes izplatību,” saka Amanda Martino, MD, MPH, PhD, asociētā profesore Kamingsa Veterinārmedicīnas skolā un pētījuma līdzautore. “Kad pirms vairāk nekā 60 gadiem kļuva pieejamas tuberkulozes zāles, saslimšanas gadījumu skaits visā pasaulē dramatiski samazinājās. Taču tuberkuloze ir atgriezusies līdz ar HIV epidēmiju un kļūst arvien izturīgāka pret tradicionālajām antibiotikām. Tagad rezistentas tuberkulozes ārstēšanai ir pieejamas tikai dažas jaunas zāles, tāpēc to ir daudz grūtāk izārstēt.”

Atšķirībā no citām elpceļu slimībām, piemēram, gripas vai COVID-19, ko izraisa vīrusi un kuru biežās mutācijas dēļ nepieciešama pastāvīga vakcīnu atjaunināšana, tuberkulozi izraisa ļoti ģenētiski stabila baktērija Mycobacterium tuberculosis. Teorētiski tas nozīmē, ka slimību vajadzētu būt viegli novērst ar vakcīnu.

Savā pētījumā komanda izmantoja metodi, ko sauc par transpozonu ievietošanas sekvencēšanu (TnSeq), lai noteiktu, kuri gēni baktērijām nepieciešami izdzīvošanai četrās peļu grupās.

• Pirmā grupa tika vakcinēta ar esošu vakcīnu (izstrādāta pirms vairāk nekā 100 gadiem no tuberkulozes celma govīm).
• Otrais saņēma eksperimentālu vakcīnu, kuras pamatā ir cilvēka tuberkulozes celms, kas preklīniskajos pētījumos ir pierādījis, ka izraisa spēcīgāku imūnreakciju.
• Trešā grupa iepriekš bija inficējusies ar tuberkulozi un pēc tam ārstēta ar antibiotikām.
• Ceturtā grupa (kontrole) nekad nebija bijusi pakļauta vakcīnai vai infekcijai.

Zinātnieki cerēja atrast galvenos gēnus, ko baktērijas izmanto, lai izdzīvotu vakcinētos saimniekorganismos, un patiešām viņi atrada vairākus potenciālus mērķus turpmākajām vakcīnām. Taču lielākais pārsteigums bija gēni, kas baktērijām nebija nepieciešami pēc vakcinācijas vai inficēšanās.

"Mūs īpaši pārsteidza tas, ka daži gēni, kas parasti ir svarīgi baktēriju ātrai augšanai un nopietnas tuberkulozes infekcijas izraisīšanai, nebija tik nepieciešami, kad baktērijas inficē organismu ar jau esošu imūnreakciju – vai nu no vakcinācijas, vai iepriekšējas infekcijas," sacīja Martino.

Tā vietā pētnieki atklāja, ka TB baktērijas maina savu stratēģiju, paļaujoties uz citiem gēniem, kas palīdz tām tikt galā ar stresu un "iesaldēt" nelabvēlīgā vidē.

“Mēs pieņemam, ka baktērijas it kā “slēpjas”, klusējot, līdz imūnreakcija ir vājināta — vai nu vakcīnas efektivitātes, HIV vai citu faktoru dēļ,” skaidro Elisone Kerija, Jūtas Universitātes asociētā profesore un pētījuma līdzautore.

Šie atklājumi varētu palīdzēt zinātniekiem radīt zāles, ko varētu lietot kopā ar vakcīnām, lai palīdzētu imūnsistēmai "izdūmot" tuberkulozi no tās slēptuvēm.

Komanda arī atklāja, ka dažādas vakcīnas vai to ievadīšanas veids maina, kuri gēni ir nepieciešami TB izdzīvošanai. Tas liecina, ka dažādas vakcīnas rada atšķirīgu spiedienu uz baktērijām un paver ceļu jaunām, efektīvākām vakcīnu un pastiprinātāju kombinācijām.

“Šī baktērija ir neticami labi pielāgojusies izdzīvošanai imūnsistēmā,” saka Martino. “Tā inficē cilvēkus kopš senās Ēģiptes. Ir nepieciešami vairāk pētījumu, lai beidzot pārspētu tuberkulozi un kontrolētu šo globālo ārkārtas situāciju.”