Кишечник как ниша для Chlamydia trachomatis (аннотация)
Chlamydia trachomatis - специфический для человека патоген, вызывающий наиболее распространенные бактериальные инфекции, передающиеся половым путем.
Различные серовары C. trachomatis обладают специфическим тканевым тропизмом и вызывают заболевания на разных анатомических участках: серовары A-C вызывают инфекции глаз, генитальные инфекции обычно связаны с сероварами D-K, а более инвазивные серовары L1-L3 поражают лимфатическую систему.
Хламидии - облигатные внутриклеточные бактерии с уникальным двухфазным циклом развития, в течение которого они чередуются между двумя морфологически и функционально различными формами - элементарными телами (ЭТ) и ретикулярными телами (РТ). Хламидии обладают сложными и резервными механизмами прикрепления и проникновения в клетку хозяина, что объясняет их способность инфицировать широкий спектр типов клеток.
Было обнаружено, что C. trachomatis используют несколько рецепторов клетки-хозяина, включая рецептор человеческого интегринового β1, рецептор эпидермального фактора роста, рецептор фактора роста фибробластов и рецептор Ephrin A2, чтобы проникнуть в клетку хозяина. ЭТ, инфекционные формы организма, приспособлены к выживанию во внеклеточном пространстве. При контакте с клеткой хозяина они вызывают ее интернализацию и развиваются в мембранно-связанном отсеке, что называется инклюзией, где дифференцируются в РТ. После нескольких раундов репликации РТ повторно дифференцируются в ЭТ, которые высвобождаются из клетки и заражают соседние клетки. В стрессовых условиях РТ могут переходить в нерепликативное, но жизнеспособное персистирующее состояние, чтобы выжить в неблагоприятных условиях. После нормализации физиологических условий они могут вновь вступить в цикл развития.
Обязательный внутриклеточный образ жизни и человеческая специфичность C. trachomatis ограничивают доступность соответствующих физиологических моделей хозяев для изучения инфекции. Большая часть знаний о взаимодействии C. trachomatis с хозяином получена из экспериментов in vitro, которые в основном основаны на использовании трансформированных моделей клеточных линий и не всегда повторяют ситуацию in vivo.
Поскольку при определенных условиях можно заразить мышей человеческими сероварами C. trachomatis, мышиные модели широко используются для изучения иммунопатогенеза. Однако они не всегда отражают патологию заболевания, наблюдаемую у человека. В последние годы достижения в области биологии стволовых клеток позволили создать сложные модели хозяев на основе первичных клеток человека, такие как органоиды, которые в настоящее время активно используются в области биологии инфекций. Недавно хламидийная инфекция была успешно смоделирована и изучена на органоидах человека и мыши, полученных из тканей женских половых путей, таких как органоиды фаллопиевой трубы, органоиды эндометрия мыши и органоиды шейки матки человека. Эти исследования значительно улучшили наши представления о хламидийной инфекции.
Большинство исследований по взаимодействию C. trachomatis с хозяином посвящено генитальному тракту. Существует лишь ограниченное число исследований, посвященных инфекции в экстрагенитальных участках. Хорошо известно, что C. trachomatis может инфицировать эпителий прямой кишки и глотки человека, с высокой распространенностью среди мужчин, имеющих половые контакты с мужчинами. Также сообщалось о случаях обнаружения ДНК и антигенов C. trachomatis в биоптатах аппендикса и кишечника пациентов.
Помимо специфических для человека патогенов, род Chlamydia содержит виды, заражающие диких и домашних животных. Интересно, что желудочно-кишечные инфекции встречается у большинства животных-хозяев, а ЖКТ является естественным местом заражения хламидиями. Некоторые авторы предположили, что C. trachomatis могла эволюционировать как комменсал в ЖКТ человека и что ЖКТ человека может быть местом персистентных хламидийных инфекций и возможным резервуаром инфекций в половых путях.
Исследования на мышах показали, что после пероральной инокуляции мышиный хламидийный патоген C. muridarum преодолевает многочисленные барьеры ЖКТ и устанавливает длительную непатологическую колонизацию в толстом кишечнике. Также сообщалось, что Pgp3, кодируемый хламидийной плазмидой фактор вирулентности, важен для колонизации ЖКТ мышей, поскольку он помогает хламидиям достичь толстого кишечника, обеспечивая устойчивость к воздействию желудочной кислоты в желудке и иммунитета, опосредованного CD4+ T-лимфоцитами, в тонком кишечнике.
В настоящем исследовании мы изучили инфекцию C. trachomatis в первичных эпителиальных клетках, полученных из различных областей желудочно-кишечного тракта человека, используя модели хозяев на основе органоидов. Мы показали, что C. trachomatis способна инфицировать клетки ЖКТ человека с базолатеральной, но не с апикальной поверхности. Более того, мы демонстрируем, что в некоторых клетках развитие хламидий ограничено и приводит к формированию аберрантных телец - отличительных признаков персистирующей инфекции. Мы также показали важность опосредованной плазмидами вирулентности при инфицировании клеток ЖКТ человека.
Результаты, полученные на модели инфекции ЖКТ, воспроизводят фенотипы, предсказанные и ожидаемые для хламидийной инфекции кишечника человека, и, следовательно, подтверждают роль ЖКТ человека как потенциальной ниши для хламидийной инфекции.
