Новое исследование раскрывает механизм распространения сальмонеллы в организме

Ученые из Кембриджа, опубликовавшие работу в журнале PLoS Pathogens, обнаружили новый механизм, используемый бактериями для распространения в организме. Это открытие может помочь найти мишени для предотвращения инфекции.

Salmonella enterica — серьёзная угроза общественному здоровью, вызывающая системные заболевания (тиф и паратиф), гастроэнтерит и нетифоидную септицемию (NTS) у людей и животных по всему миру. Существующие вакцины и методы лечения недостаточно эффективны.

Доктор Эндрю Грант, ведущий автор исследования: «Ключевой нерешенный вопрос — как патогены, такие как сальмонелла, растут на уровне одной клетки и распространяются в организме. Этот пробел в знаниях мешает нам точно нацелить терапию и вакцины».

Во время инфекции сальмонеллы находятся внутри клеток иммунной системы. Ранее считалось, что для внутриклеточного размножения бактериям необходим T3SS (система секреции 3-го типа) — шприцевидная структура, кодируемая генами SPI-2 (островом патогенности сальмонеллы 2). Это было «общепринятой догмой», основанной на экспериментах in vitro.

Однако, используя флуоресцентную и конфокальную микроскопию, команда опровергла эту догму. Мутанты сальмонеллы, лишённые SPI-2 T3SS, всё равно достигали высокого числа внутри отдельных клеток-хозяев в организме, что не наблюдается в культурах клеток in vitro.

Ключевое открытие: несмотря на высокую внутриклеточную численность, мутанты без SPI-2 T3SS остаются «в ловушке» внутри клеток и не могут распространяться в организме. Из-за неспособности вырваться из первоначально заражённых клеток общий рост бактерий в теле сильно ограничен.

Исследование также выявило новую роль NADPH-фагоцитной оксидазы (Phox) — системы хозяина, генерирующей активные формы кислорода. Эта система ингибирует выход бактерий из клеток. В норме SPI-2 T3SS противодействует Phox, облегчая выход бактерий. Это ранее неизвестное взаимодействие между бактериальной системой секреции и врождённым иммунитетом.

• В отсутствие активной Phox, SPI-2 T3SS становится необязательной для распространения сальмонеллы.
• При наличии активной Phox, мутант SPI-2 T3SS растёт внутри клеток, но не может вырваться и диссеминировать.

Эти результаты ставят под вопрос полезность некоторых экспериментальных систем in vitro, которые в отрыве от целого организма не отражают его сложную структуру.

Доктор Грант: «Это исследование даёт критически важное понимание, которое, мы надеемся, приведёт к новым медицинским вмешательствам против этой болезни».