До XX века туберкулёз считался неизлечимой болезнью. Сейчас разработаны методики его лечения на ранних стадиях, но смертность всё равно остаётся на высоком уровне. При этом в 22 странах, в том числе в России, фиксируется в четыре раза больше заражений патогеном, вызывающим туберкулёз, чем во всём остальном мире. И подобная ситуация, как выяснили российские учёные, объясняется не только социальными причинами.
Исследователи из ФНКЦ Физико-химической медицины совместно с сотрудниками Лаборатории системной биологии МФТИ, Санкт-Петербургского НИИ фтизиопульмонологии и НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера провели масштабный анализ белков и геномов штаммов туберкулёзных бактерий, распространённых в России и странах бывшего СССР (за общим названием туберкулёз скрывается множество разных штаммов микобактерий, вызывающих его). В итоге учёные нашли особенности, объясняющие, почему эти патогены столь успешно заселяют организмы людей, порождая настоящие эпидемии.
В России господствующее положение занимают штаммы семейства Beijing - каждый год ими в РФ заражается до 150 тысяч человек. Чтобы понять причину «успешности» этой разновидности туберкулёза, учёные сравнили совокупность белков, производимых штаммами Beijing B0/W148 с контрольным штаммом микобактерии. Для этого выделенные бактериальные белки при помощи ферментов расщепили на более короткие фрагменты - пептиды, и точно измерили массу и относительную представленность этих пептидов с помощью масс-спектрометра. Полученные данные указывали, сколько и каких белков содержится в каждом из штаммов.
Оказалось, что Beijing B0/W148 отличаются от контрольной микобактерии туберкулёза 266 белками. Причём 57 из них полностью отсутствуют в исследованной группе, а 17 наоборот уникальны для неё, в то время как оставшиеся отличаются по количеству.
Учёным в первую очередь были интересны те белки, которыми штаммы отличаются. Анализ функций, которые выполняют различающиеся белки, показал, что в штаммах Beijing B0/W148 больше белков, ответственных за производство длинно-цепочечных жирных кислот и меньше белков, разрушающих их. Поясним, что из этих кислот бактерия синтезирует миколовые кислоты, они встраиваются в стенку бактерий и делают ее воскообразной, благодаря чему микобактерии могут выживать и даже размножаться в макрофагах - специальных клетках организма человека, призванных уничтожать инородные объекты. То есть благодаря этим белкам Beijing B0/W148 обманывает иммунитет, успешно выживая при его нападках.
Собственно, из-за этой своей особенности данный род бактерий и получил приставку «мико», что на латыни означает «воск». Обычно если макрофаг поглощает бактерию, она умирает. Однако микобактерии туберкулёза в ходе эволюции научились размножаться в макрофагах, прячась таким образом от иммунной системы. Миколовые кислоты не только защищают бактерию, но и являются ключевым агентом в синтезе веществ, угнетающих макрофаг, из-за чего тот не борется с заболеванием.
Возможно, именно обнаруженные особенности липидного обмена являются причиной успешности штаммов Beijing B0/W148 по отношению к другим туберкулёзным микобактериям, делают вывод учёные в статье журнала Scientific Reports.
Эти данные очень важны, так как в России распространяется устойчивая к антибиотикам форма туберкулёза.