Бактерия, вызывающая сифилис, Treponema pallidum, вероятно, использует один ген для выхода из иммунной системы, предполагают исследования UW Medicine в Сиэтле.
Это открытие может помочь объяснить, как сифилис может скрываться в организме в течение десятилетий, тем самым сводя на нет попытки иммунной системы искоренить его. Это также может объяснять способность бактерии повторно заражать людей, которые были ранее заражены и должны были приобрести некоторый иммунитет к нему.
Фото: mdedge.com
Хотя сифилис по-прежнему легко лечится пенициллином, уровень заболеваемости за последние два десятилетия неуклонно возрастал. Во всем мире насчитывается около 6 миллионов новых случаев сифилиса среди взрослых. Инфекция является причиной около 300 000 случаев смерти плода и новорожденного ежегодно.
Однако, несмотря на его важность в качестве причины заболевания, относительно мало известно о биологии Treponema pallidum. Одна из причин этого заключается в том, что до недавнего времени выращивать его в лабораторной посуде было невозможно. Как следствие, многие из лабораторных инструментов, используемых для изучения других бактерий, не были специально разработаны для сифилиса.
Зачем сифилис меняет свою генетику?
В новом исследовании ученые сравнили геномы бактерий сифилиса, собранные у человека, который был инфицирован четыре раза. Он был зачислен в UW Medicine исследование аномалий спинномозговой жидкости у лиц с сифилисом, проведенное доктором Кристиной Марра, профессором неврологии.
Образцы были взяты из его крови во время двух инфекций, которые произошли с интервалом в шесть лет. Между этими инфекциями он был инфицирован и лечился еще два раза.
Исследователи хотели выяснить, есть ли различия между геномами бактерий от первой и последней инфекции. Эти различия могут показать, как изменились гены бактерий и как эти изменения могли позволить бактериям заразить человека, иммунная система которого уже сталкивалась с вирусом, и создать иммунный ответ на несколько различных штаммов сифилиса.
Удивительно, но исследователи обнаружили, что было очень мало изменений между геномами из двух разных образцов — за исключением одного гена.
«На примерно 1,1 млн. оснований, составляющих геном бактерии, было всего около 20 изменений. Это очень мало», — сказал доктор Алекс Гренингер, доцент кафедры лабораторной медицины в Медицинской школе UW, который руководил исследовательским проектом. «Но в этом одном гене мы увидели сотни изменений».
Этот ген, называемый геном повторения Treponema pallidum K (tprK), обеспечивает инструкции по синтезу белка, обнаруженного на поверхности бактерии. Белки на поверхности бактерии, как правило, легче обнаруживаются иммунными клетками и поэтому часто являются основными целями иммунной атаки.
Исследование основано на десятилетиях работы докторов Шейла Люкеарт и Артуро Центурион-Лара на медицинском факультете Медицинского факультета Университета Вашингтона.
Сначала они показали, что TprK генерирует значительное разнообразие в семи отдельных областях, в которых последовательности ДНК из других частей генома бактерии можно менять местами. Этот процесс называется преобразованием генов.
Работа в их лаборатории показала, что бактериальные клетки с новыми вариантами tprK могут уклоняться от иммунного ответа, вызывая постоянную инфекцию, которая может привести к поздним стадиям сифилиса.
Амин Аддетия, исследователь в лаборатории Гренингера и ведущий автор исследования, сказал, что бактерия имеет в своем геноме колоду карт, из которой она может брать и обрабатывать эти вариабельные области, существенно меняя облик. Эти замены изменяют внешний вид белка на поверхности, что позволяет ему ускользать от иммунной системы.
«Я посмотрел на множество бактериальных геномов, — сказал Аддетия, — и они намного интереснее, чем ген Трепонемы, за исключением этого одного гена. Он может генерировать поразительное количество разнообразных последовательностей в этих вариабельных областях, не нарушая способность белка функционировать».
Хотя бактерии, вирусы и паразиты могут иметь много белков на своих поверхностях, которые иммунная система могла бы обнаружить и атаковать, во многих случаях только один белок привлекает большую часть внимания. Такие белки называются иммунодоминантными.
По словам Гренингера, они могут защитить бактерию, привлекая внимание иммунной системы. «Белок действует как отвлечение, которое отвлекает иммунную систему от белков, которые могут быть ахиллесовой пятой бактерии. Потребуется дополнительная работа, чтобы определить, так ли это на TprK».
Гренингер выразил надежду, что полученные результаты могут помочь исследователям разработать вакцины, которые позволят иммунной системе либо более эффективно атаковать TprK, либо игнорировать TprK и нацеливаться на другие, менее вариабельные белки сифилиса.
Источник: scitechdaily.com