Как бактерии, вызывающие менингит, "чувствуют" повышение температуры и избегают иммунного ответаКак бактерии, вызывающие менингит, "чувствуют" повышение температуры и избегают иммунного ответа
Исследователи обнаружили механизм, с помощью которого бактерии, вызывающие менингит, могут обходить нашу иммунную систему.
В ходе лабораторных исследований они обнаружили, что Streptococcus pneumoniae и Haemophilus influenzae реагируют на повышение температуры, вырабатывая защитные вещества, которые не дают им погибнуть. Это повышает степень их защиты от нашей иммунной системы и увеличивает шансы на выживание. Результаты исследования опубликованы в PLoS Pathogens.
"Это открытие помогает углубить наше понимание механизмов, которые эти бактерии используют, чтобы обойти нашу нормальную иммунную защиту", - говорит соавтор исследования Эдмунд Лох, научный сотрудник отделения микробиологии, опухолевой и клеточной биологии Каролинского института. "Это может стать важной частью головоломки в изучении того, что превращает эту обычно безобидную бактерию в смертоносного убийцу".
Бактериальный менингит является одной из основных причин смерти и инвалидности у детей во всем мире. Инфекцию могут вызывать несколько видов бактерий, включая респираторные патогены Streptococcus pneumoniae и Haemophilus influenzae, которые могут быть причиной около 200 000 смертей от менингита в год. Эти две бактерии часто обитают в верхних дыхательных путях здоровых людей, не вызывая у них заболевания. В некоторых случаях они проникают в кровоток, вызывая инвазивные заболевания, но причины этого остаются практически неизвестными.
В данном исследовании ученые задались целью изучить связь между изменениями температуры и выживанием этих бактерий в лабораторных условиях. Толчком к проведению экспериментов послужило другое недавнее открытие, связавшее способность бактерии N. meningitidis чувствовать температуру с инвазивным менингококковым заболеванием. Одним из признаков инфекции является повышение температуры и лихорадка, которые обычно повышают способность нашей иммунной системы бороться с болезнью. Однако в данном исследовании ученые обнаружили, что и S. pneumoniae, и H. influenzae активизируют более сильную антииммунную защиту при воздействии высоких температур.Они делали это с помощью механизмов, включающих четыре специфических так называемых РНК-термосенсора (RNATs), которые представляют собой термочувствительные некодирующие молекулы РНК. Эти RNAT способствовали увеличению производства больших защитных капсул и иммуномодулирующих белков, связывающих фактор H, которые помогают защитить эти бактерии от атак иммунной системы.
"Наши результаты показывают, что эти термочувствительные РНК создают дополнительный слой защиты, который помогает бактериям колонизировать их обычную среду обитания в носоглотке", - говорит первый автор статьи Ханнес Эйхнер.
"Интересно, что мы увидели, что эти RNAT не имеют никакого сходства в сиквенсах, но все они сохраняли одинаковую способность к термочувствительности, что указывает на то, что они эволюционировали независимо, чтобы чувствовать один и тот же температурный сигнал в носоглотке и избегать иммунного уничтожения".
Необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, что именно заставляет эти патогены проникать со слизистой оболочки в кровоток и далее в мозг. По словам исследователей, для определения роли RNAT в процессе колонизации и инвазии необходимы будущие исследования, включающие модели инфекции in vivo.
Hannes Eichner et al. РНК-термосенсоры способствуют иммунному уклонению Streptococcus pneumoniae и Haemophilus influenzae (аннотация).
Streptococcus pneumoniae и Haemophilus influenzae - бактерии, обитающие в верхних дыхательных путях. Эта безобидная колонизация может перейти в тяжелую и часто смертельную септицемию и менингит. Однако молекулярные механизмы, регулирующие переход от носительства к заболеванию, остаются практически неизвестными. Наша работа показывает, что как S. pneumoniae, так и H. influenzae уклоняются от защитных механизмов врожденной иммунной системы путем определения температуры тела. Мы идентифицировали четыре новых РНК-термосенсора, которые влияют на производство защитных капсул, а также иммуномодулирующие белки, связывающие фактор H.
Эти РНК-термосенсоры расположены в начале белок-кодирующих мРНК и модулируют выработку факторов вирулентности в зависимости от температуры. Температура центра тела немного выше, чем на поверхности верхних дыхательных путей. Здесь мы описываем РНК-термосенсоры, способные чувствовать эти изменения и активировать более сильную защиту против иммунной системы. Капсула и связывающий белковый фактор Н являются важными компонентами вакцины и регулирование температуры может влиять на их эффективность.
Выявление таких регуляторных РНК позволяет клиницистам, микробиологам и специалистам в области общественного здравоохранения корректировать методы диагностики и лечения в соответствии с состоянием пациентов.
