Патогены прячутся в ткани: почему антибиотики не всегда побеждают инфекцию
Антибиотики успешно лечат многие бактериальные инфекции, но у некоторых пациентов случаются рецидивы. Исследователи из Базельского университета выяснили, почему некоторые бактерии выживают после терапии. Они обнаружили, где именно в организме прячутся патогены и какую роль в этом играет собственная иммунная система.
Даже при отсутствии резистентности антибиотики не всегда полностью уничтожают бактерии, например, при тифоидной лихорадке или туберкулёзе. Небольшое количество выживших бактерий может вызвать возврат болезни. Группа профессора Дирка Бумана из Биоцентра Базельского университета показала, что причина не в неактивных («спящих») и потому нечувствительных бактериях. Оказалось, существуют определённые области в тканях, где вызывающие тиф Salmonella могут выживать, почти не подвергаясь атакам иммунной системы. Результаты опубликованы в PNAS.
Поиск «иголки в стоге сена»
«После антибиотикотерапии выживает только примерно одна сотая часть бактерий, — говорит Дирк Буман. — Отследить и изучить этих немногих Salmonella в тканях — всё равно что искать иголку в стоге сена».
Для решения этой задачи исследователи применили метод последовательной двухфотонной томографии, ранее использовавшийся в нейробиологии. Сканер делает снимок поверхности ткани, затем срезает верхний слой и сканирует новую поверхность. Таким образом, прибор послойно проходит через всю ткань, создавая её детальное трёхмерное изображение и показывая расположение выживших бактерий.
Укрытие в «штабе иммунной полиции»
Учёные исследовали селезёнки инфицированных мышей. Большинство Salmonella находились в красной пульпе селезёнки, где утилизируются эритроциты. «Здесь Salmonella почти полностью уничтожаются во время лечения антибиотиками», — объясняет Цзягуй Ли, один из первых авторов работы.
Однако часть бактерий обитает в другой области — белой пульпе, где в норме запускаются иммунные реакции. В этой зоне антибиотикотерапия оказалась малоэффективной, и белая пульпа стала основным убежищем выживших Salmonella.
«Ирония в том, что патогены прячутся именно там, где их должны поймать с поличным и где должна активироваться эффективная защита», — отмечает Буман.
Антибиотикам нужна помощь иммунитета
Исследование показало, что антибиотики сами по себе не могут полностью уничтожить Salmonella в ткани — для этого им необходима помощь иммунной системы. Ключевую роль играют нейтрофилы — лейкоциты, эффективно борющиеся с бактериями. Для успешной эрадикации Salmonella нейтрофилы должны работать совместно с антибиотиком в течение нескольких дней.
Проблема в том, что в белой пульпе нейтрофилов мало, и их количество резко сокращается во время лечения. Без поддержки иммунных клеток антибиотик не способен полностью очистить эту область от бактерий.
Чтобы преодолеть эту проблему, исследователи попробовали усилить защитные силы организма с помощью одновременной иммунотерапии. «Такой подход может помочь стимулировать иммунную систему и поддерживать высокую плотность нейтрофилов в течение более длительного времени», — поясняет Буман. Действительно, дополнительная терапия может привести к более эффективному уничтожению бактерий, открывая новые пути для предотвращения рецидивов.