Gruźlica: Pasożytowanie na odporności, nowe mechanizmy zakażenia Mycobacterium tuberculosis

Naukowcy dokonali odkrycia, które pomaga wyjaśnić, dlaczego ludzie i zwierzęta są tak podatni na zakażenie gruźlicą. Kluczowym elementem tego mechanizmu okazuje się zdolność bakterii do wykorzystywania fragmentu układu odpornościowego, którego fizjologiczną rolą jest ochrona organizmu przed infekcjami.

Pomimo ponad 100 lat intensywnych badań, gruźlica pozostaje jedną z najbardziej śmiercionośnych chorób bakteryjnych u ludzi, powodując około 1,5 miliona zgonów rocznie na całym świecie.

Gruźlica jest wywoływana przez bakterię Mycobacterium tuberculosis. Do zakażenia dochodzi w momencie inhalacji drobnoustrojów, które następnie są wychwytywane przez wyspecjalizowane komórki układu odpornościowego, takie jak makrofagi. Komórki te rozpoznają prątki i inicjują szereg odpowiedzi komórkowych oraz immunologicznych. Procesy te są mediowane przez receptory – cząsteczki zlokalizowane na powierzchni komórek odpornościowych, zdolne do rozpoznawania patogenów. Jednym z takich receptorów jest lektynowy receptor typu C 1 (dektyna-1), znany przede wszystkim ze swojej kluczowej roli w odporności przeciwgrzybiczej.

Mycobacterium tuberculosis wykształcił jednak liczne strategie umożliwiające obejście mechanizmów obronnych gospodarza, manipulując komórkami odpornościowymi w taki sposób, aby umożliwić sobie przeżycie i namnażanie. Międzynarodowe konsorcjum badawcze, współkierowane przez University of Exeter, wykazało, że prątki gruźlicy przeżywają wewnątrz komórek gospodarza poprzez bezpośrednie oddziaływanie na dektynę-1. Wyniki badań, opublikowane w czasopiśmie Science Immunology, dostarczają nowego wglądu w mechanizmy umożliwiające rozwój choroby gruźliczej.

Dr Max Gutierrez z Francis Crick Institute podkreśla, że gruźlica pozostaje jednym z głównych globalnych zabójców, a mimo to wiedza na temat mechanizmów jej skutecznego szerzenia się – zarówno u ludzi, jak i u zwierząt – jest wciąż ograniczona. Odkrycie nowego sposobu, w jaki Mycobacterium tuberculosis potrafi podważać odporność gospodarza poprzez dektynę-1, stanowi istotny krok w zrozumieniu biologicznych podstaw podatności na zakażenie gruźlicą.

W badaniach wspieranych przez Wellcome oraz Medical Research Council wykazano, że zamiast chronić przed zakażeniem – jak ma to miejsce w infekcjach grzybiczych – odpowiedzi immunologiczne aktywowane przez dektynę-1 są wykorzystywane przez prątki gruźlicy do wspierania własnego przetrwania. W sytuacji, gdy szlak sygnałowy dektyny-1 był nieobecny, zarówno ludzkie, jak i mysie komórki wykazywały zdolność do skuteczniejszej kontroli zakażenia. Co więcej, myszy pozbawione dektyny-1 były znacznie bardziej odporne na zakażenie Mycobacterium tuberculosis.

Zespół badawczy, w którego skład weszli naukowcy z Osaka University, University of Cape Town, Francis Crick Institute oraz innych ośrodków, odkrył również, że bakteria produkuje unikalną cząsteczkę – alfa-glukan – która wiąże się z dektyną-1 i indukuje niekorzystne dla gospodarza odpowiedzi komórek odpornościowych.

Profesor Sho Yamasaki z Osaka University zwraca uwagę, że wyniki te są zaskakujące, ponieważ dektyna-1 jest kluczowym elementem układu obronnego organizmu przed zakażeniami grzybiczymi. Tymczasem w przypadku infekcji prątkami gruźlicy receptor ten działa na niekorzyść gospodarza, sprzyjając przeżyciu bakterii wewnątrz komórek.

Dr hab. Claire Hoving z University of Cape Town podkreśla międzynarodowy charakter projektu, wskazując, że każda z zaangażowanych instytucji wnosiła unikalne kompetencje badawcze. Badanie stanowi przykład globalnej współpracy niezbędnej do mierzenia się z najpoważniejszymi wyzwaniami zdrowotnymi współczesnego świata.

Profesor Gordon Brown z MRC Centre for Medical Mycology przy University of Exeter zaznacza, że odkrycie to jest dopiero pierwszym krokiem, ale otwiera drogę do nowych kierunków badań. Jednym z potencjalnych zastosowań może być modyfikacja ekspresji dektyny-1 u zwierząt hodowlanych w celu zwiększenia ich odporności na zakażenie gruźlicą.

Badanie nosi tytuł „Mycobacterial α-glucans hijack Dectin-1 to facilitate intracellular bacterial survival” i zostało opublikowane w czasopiśmie Science Immunology.

Źródło: University of Exeter