Кальций вызывает хронические легочные инфекции

Бактерия Pseudomonas aeruginosa — опасный внутрибольничный патоген. Около десяти процентов всех нозокомиальных инфекций, в частности пневмонии, вызваны этим возбудителем. Исследователи из Биоцентра Базельского университета обнаружили, что кальций индуцирует переход от острой к хронической инфекции. В журнале Nature Microbiology они также сообщили, почему антибиотики менее эффективны в борьбе с патогеном в его хроническом состоянии.

Кальций индуцирует переход от острой к хронической вирулентности

На ранней, острой стадии пневмонии патоген использует широкий арсенал оружия — так называемые факторы вирулентности — для вторжения в хозяина и уклонения от его иммунной системы. В ходе прогрессирования болезни бактерия меняет стратегию, переключаясь с острой на хроническую вирулентность. Она прекращает производство факторов вирулентности, таких как бактериальный аппарат инъекции и токсины, и вместо этого производит защитную матрицу и снижает скорость роста. Сигналы окружающей среды, направляющие этот переход, до сих пор были неизвестны. Команда под руководством профессора Урса Женаля обнаружила, что кальций является сигналом, который специфически запускает переход к хронической вирулентности.

В Pseudomonas центральный сигнальный путь воспринимает информацию из окружающей среды и в конечном итоге определяет, произойдет ли переход патогена от острой к хронической вирулентности. Исследователи обнаружили, что рецептор, расположенный в бактериальной клеточной оболочке, отслеживает концентрацию кальция в среде и передает этот сигнал в клетку. Повышенный уровень кальция запускает переход к хронической программе: бактерии защищаются внутри биопленки, снижают скорость роста и тем самым повышают свою устойчивость к лекарствам и персистенцию.

У пациентов с муковисцидозом обнаруживаются чувствительные к кальцию бактерии

Большинство изолятов из дыхательных путей пациентов с муковисцидозом сохранили чувствительность к кальцию. Это позволяет бактериям постоянно адаптировать свою вирулентность в ответ на часто меняющиеся условия в дыхательных путях. Одной из характеристик муковисцидоза является нарушение гомеостаза кальция. Предполагается, что повышенный уровень кальция у пациентов способствует переходу от острого к хроническому состоянию инфекции. Это дает преимущество патогену, обеспечивая его долгосрочное выживание в дыхательных путях, и одновременно усложняет лечение хронически инфицированных пациентов.