В отличие от других инфекционных заболеваний, поражающих легкие, иммунный ответ для борьбы с туберкулезной (ТБ) инфекцией развивается как минимум в два раза медленнее.
До недавнего времени динамическое взаимодействие между бактериями и иммунной системой хозяина оставалось неясным, что препятствовало разработке эффективных методов лечения этого заболевания, которое убивает больше людей во всем мире, чем ВИЧ/СПИД, и уступает лишь COVID-19.
В работе, опубликованной в журнале Cell Reports, иммунологи Медицинской школы Питтсбургского университета обнаружили, что адаптивный иммунный ответ против Mycobacterium tuberculosis созревает с течением времени. Первые субпопуляции Т-лимфоцитов, борющихся с инфекцией, становятся полностью активными только через три месяца после инфицирования, а появление второй субпопуляции Т-клеток через пять месяцев после инфицирования может способствовать очищению от бактерий и выздоровлению. Такая задержка адаптивного иммунного ответа частично объясняет, почему инфекция ТБ легко приживается в легких хозяина, и предполагает, что стратегии вакцинации против ТБ должны быть скорректированы таким образом, чтобы стимулировать реакцию Т-клеток и запустить ее на ранних стадиях инфекции, обеспечивая быстрое уничтожение микобактерий.
"Инфекция туберкулеза легких может начинаться с одной бактерии, которая делится на сотни тысяч бактерий в течение четырех-шести недель. В период между этим временем и 10 неделями после инфицирования происходит не так много убийств бактерий", - говорит старший автор работы Джоанн Флинн, профессор микробиологии и молекулярной генетики Питтсбургского университета. "В нашем исследовании мы хотели выяснить, что меняется в иммунной среде легких с течением времени, что позволяет ей в конечном итоге взять туберкулезную инфекцию под контроль".
Предыдущая работа Флинн показала, что введение вакцины БЦЖ внутривенно, в отличие от традиционной инъекции под кожу, обеспечивает почти полную защиту от туберкулезных инфекций у обезьян. Новое исследование дает представление о том, как эта стратегия вакцинации может работать, ускоряя реакцию Т-клеток в легких. Обнаружив туберкулезные гранулемы в легких обезьян макак с помощью современного метода визуализации, который позволяет сканировать легкие живых животных в режиме реального времени и отслеживать развитие гранулемы по мере развития инфекции, исследователи смогли выделить гранулемы в разное время после инфицирования. Иммунологическое исследование гранулемы легких необходимо для понимания контроля хозяина над репликацией бактерий. Исследователи выявили и сравнили патологические, клеточные и функциональные различия гранулем на 4, 12 и 20 неделях после инфицирования макак.
После тщательного изучения гранулем и количественной оценки их клеточного состава исследователи обнаружили, что ключевые игроки адаптивного иммунитета, CD8+ Т-клетки, активизируются через три месяца после заражения, к ним присоединяются CD4+ Т-клетки, которые способствуют очищению от инфекции через пять месяцев после заражения. Появление этих активированных Т-клеток обратно коррелирует с количеством живых бактерий, содержащихся в гранулеме, что позволяет предположить, что эти клетки играют важную роль в борьбе с бактериями.
Данное исследование подчеркивает эволюцию Т-клеточного ответа в гранулемах легких, предполагая, что вакцины, способствующие развитию и миграции Т-клеток, усилят борьбу с микобактериями.
"Наша работа выявила сроки развития адаптивного иммунного ответа и очищения от бактерий при туберкулезе", - отмечает Флинн. "Использование этих знаний для увеличения количества функциональных Т-клеток в первые дни инфекции и их быстрого ответа и сдерживания роста бактерий является ключом к созданию терапии, способной остановить инфекцию в самом ее начале".
