Исследователи выяснили, как распространенная бактерия Enterococcus faecalis подавляет сигнал иммунных клеток, необходимый для запуска адекватной реакции на инфекцию.
Это исследование объясняет, почему некоторые раны заживают с трудом даже при лечении и почему инфекции, вызванные несколькими видами бактерий, особенно трудно вылечить. Хронические раневые инфекции известны как трудноизлечимые, поскольку некоторые бактерии могут активно вмешиваться в работу иммунной защиты организма. В ранах E. faecalis проявляет особую устойчивость — она способна выживать внутри тканей, изменять среду раны и ослаблять иммунные сигналы в месте повреждения. Это создает условия, в которых другие микробы могут легко закрепиться, что приводит к сложным и медленно проходящим полимикробным инфекциям. Эти затяжные раны, включая язвы диабетической стопы и послеоперационные инфекции, ложатся тяжелым бременем на пациентов и системы здравоохранения, а иногда приводят к серьезным последствиям, таким как ампутации.
В статье опубликованной в журнале Cell Host & Microbe, исследователи из Сингапурскаго института технологий пишут, что E. faecalis выделяет большие количества молочной кислоты во время инфекции, подкисляя тканевую среду. Эта кислотность подавляет активацию макрофагов — иммунных клеток, которые обычно помогают устранять инфекции, — и мешает нескольким важным внутренним процессам, помогающим клетке распознавать инфекцию и реагировать на нее. В результате механизмы, на которые клетки полагаются для отправки сигналов «опасности», подавляются, в результате чего макрофаги не могут полностью активироваться.
E. faecalis использует этого двухэтапный механизм: сначала молочная кислота проникает в макрофаги через лактатный транспортер, называемый MCT-1, и затем связывается с рецептором GPR81 , чувствительным к лактату, на поверхности клетки. Задействуя оба механизма, бактерия эффективно блокирует последующую иммунную сигнализацию и подавляет воспалительную реакцию макрофагов, что позволяет E. faecalis сохраняться в ране гораздо дольше, чем это должно быть. В частности, молочная кислота препятствует включению внутри этих клеток ключевого иммунного сигнала тревоги, известного как NF-κB. Это было доказано на мышиной модели раневой инфекции, где штаммы E. faecalis, неспособные производить молочную кислоту, были устранены гораздо быстрее, а раны также демонстрировали более сильную иммунную активность. В ранах, инфицированных как E. faecalis, так и Escherichia coli, ослабленный иммунный ответ, вызванный молочной кислотой, также способствовал более активному росту E. coli.
Это объясняет, почему раневые инфекции часто вовлекают несколько видов бактерий и со временем становятся более трудноизлечимыми, особенно учитывая, что E. faecalis входит в число наиболее распространенных бактерий, обнаруживаемых в хронических ранах. «Хронические раневые инфекции часто не поддаются лечению не потому, что антибиотики бессильны, а потому, что иммунная система фактически «отключена» в месте инфекции. Мы обнаружили, что E. faecalis наполняет рану молочной кислотой, понижая pH и подавляя сигнал тревоги NF‑κB внутри макрофагов — тех самых клеток, которые должны прийти на помощь. Выявив, как кислотность перенастраивает иммунную сигнализацию, мы теперь имеем четкие цели для реактивации иммунного ответа», — рассказал первый автор статьи Ронни де Сильва.
«Это открытие углубляет наше понимание взаимодействий между хозяином и патогеном и предлагает новые направления для разработки методов лечения и ухода за ранами, нацеленных на иммуносупрессивные стратегии бактерий. Раскрыв механизм подавления иммунного ответа, это исследование может помочь улучшить лечение инфекций и способствовать более успешному выздоровлению пациентов, особенно тех, кто страдает хроническими ранами или ослабленным иммунитетом», — отметил де Сильва.
Выявив подавление иммунитета под воздействием молочной кислоты в качестве основной причины хронических раневых инфекций, авторы данной работы подчеркивают перспективность подходов к лечению, направленных на поддержку иммунной системы, а не исключительно на применение антибиотиков. Это может привести к появлению методов лечения, которые помогут ранам заживать более гарантированно и снизят риск осложнений. Возможные направления включают снижение кислотности в ране или блокирование сигналов, которые молочная кислота использует для подавления иммунных клеток. Опираясь на результаты своего исследования, ученые планируют проверить эти выводы на других патогенах и образцах ран человека, а затем провести оценку на сложных доклинических моделях перед началом любых потенциальных клинических испытаний.
