Мировая премьера: Смерть клетки, заражённой туберкулёзом
Туберкулёзная палочка существует столько же, сколько и человечество. Чтобы бороться с ней, нужно понимать, как она атакует иммунную систему.
Исследователи из Норвежского университета естественных и технических наук (NTNU) сделали следующий шаг к этой цели, засняв процесс на видео.
Некоторые пациенты никогда не выздоравливают
Возможно, каждый четвёртый человек является носителем бактерии туберкулёза, но заболевает лишь 5–10% инфицированных. Больным требуется принимать антибиотики до двух лет.
Из-за устойчивости к антибиотикам некоторые пациенты никогда не выздоравливают. Переболевшие не приобретают иммунитет.
Как снимали процесс
Учёные, включая профессора Труде Хелен Фло из Центра молекулярных исследований воспалений (CEMIR) NTNU, вместе с нанотехнологами смогли детально заснять процесс гибели клетки изнутри. Эта работа была опубликована в престижном журнале Nature Communications.
«Мы наблюдали туберкулёзную бактерию и изучаемые белки с флуоресцентными метками (синий, красный, зелёный) в клетках. Мы снимали их с помощью передовой флуоресцентной микроскопии, а затем изучали с помощью 3D-электронного микроскопа с нанометровым разрешением», — говорит Фло.
Бактерия прячется в «стражах» иммунитета
Самые опасные бактерии лучше всего обманывают иммунную систему. Палочка туберкулёза скрывается в макрофагах — клетках, которые должны её уничтожать. Макрофаги выполняют роль «стражей, уборщиков и смотрителей» иммунной системы: они поглощают и разрушают микробы, а также подают сигналы тревоги. Туберкулёзная бактерия научилась избегать уничтожения внутри макрофага.
Исследователи снимали инфекцию в течение более 24 часов с интервальной съёмкой.
Как бактерия распространяется
Заболевание развивается, когда клетки, наполненные бактериями, разрываются, и их содержимое заражает другие клетки лёгких, вызывая воспаление и повреждение ткани. У человека начинается кашель, и бактерии распространяются дальше.
Впервые исследователям удалось показать в деталях и в правильной последовательности, как это происходит внутри клетки.
Единственный способ для бактерии распространиться — сначала покинуть клетку-хозяина. Бактерии размножаются и в определённый момент убивают клетку, в которой живут.
«Туберкулёзная палочка делает это, проделывая отверстия в мембране макрофага. Это запускает взрывной иммунный ответ, в результате которого клетка-хозяин погибает, позволяя бактериям распространиться на другие клетки. Бактерии действуют в двух режимах: один — скрытое размножение внутри клетки, другой — прорыв наружу и заражение здоровой ткани», — объясняет Фло.
Перспективы лечения
Видеосъёмка позволяет изучать этот процесс гораздо точнее. Это понимание можно использовать для разработки методов лечения.
«Антибиотики действуют на бактерии, но мы предполагаем возможность создания терапии, которая могла бы контролировать гибель клеток и повреждение тканей, вызванные туберкулёзной бактерией. В сочетании с антибиотиками это могло бы обеспечить более эффективное лечение, но мы ещё не достигли этой цели», — говорит Фло.