Ученые получают взгляд изнутри на печально известную заразность Francisella tularensis. Эта бактерия является патогеном с равными возможностями. Он вызывает туляремию среди людей, кроликов и грызунов.
Болезнь, также называемая кроличьей лихорадкой, не передается от человека к человеку. Вместо этого люди заражаются от контакта с инфицированными животными, от укусов клещей или оленьих мух, от зараженной воды или почвы. Без лечения туляремия может привести к летальному исходу; однако обычно он реагирует на антибиотики.
Francisella tularensis очень патогенна. Заболевание может возникнуть, даже если в легкие попадает менее 10 бактерий. Мы не изучаем патогенные для человека бактерии в нашей лаборатории, а используем менее патогенный суррогат под названием Francisella novicida, - объяснила доктор Ария Эшраги, научный сотрудник кафедры микробиологии Медицинской школы Вашингтонского университета.
Низкая доза, необходимая для заразности, и тяжесть вызываемого ею заболевания привели к тому, что Центры по контролю и профилактике заболеваний классифицировали F. tularensis как агент биотерроризма категории А и отслеживали случаи туляремии по всей стране, по словам доктора Брук Петерсон, старший научный сотрудник Медицинской школы Университета Вашингтона, который также участвовал в исследовании.
Несмотря на годы исследований, средства, с помощью которых эти микробы вызывают такие тяжелые заболевания, остаются загадкой.
Эшраги, Петерсон и их коллеги работают над тем, чтобы выяснить, как Francisella tularensis преодолевает защитные силы организма. Последние результаты, полученные в результате многосторонних усилий, будут опубликованы 9 ноября в журнале Cell Host & Microbe..
Бактерии имеют геном, отличающийся кластером генов, называемым островом патогенности Francisella. Некоторые гены в этой области кодируют токсины. Этот регион также содержит чертежи механизма, который доставляет эти токсины в клетки животных, чтобы вызвать болезнь.
Ученые думали, что остров патогенности Францицеллы содержит все гены токсинов, но затем исследовательская группа обнаружила своего рода внешнего подрядчика - белки, усиливающие инфекцию, которые не учитывались в инструкциях острова патогенности.
Эти белки имеют общие черты с токсинами, обнаруженными в некоторых других патогенах, таких как бактерия, вызывающая болезнь легионеров. Исследователи обнаружили доказательства того, что эти белки способствуют росту францицеллы в макрофагах, лейкоцитах, которые обычно поглощают и переваривают патогены.
«Францицелла новичида должна активно захватывать своего хозяина, чтобы избежать клеточной защиты», - отметили исследователи.
Авторы говорят, что до недавнего времени было трудно найти новые токсины, связанные с вирулентностью туляремии. По словам исследователя проекта Дэвида Вислера (David Veesler), доцента кафедры биохимии Университета Вашингтона, достигнутый прогресс стал возможным благодаря усовершенствованным технологиям и методам захвата, описания и каталогизации бактериальных белков.
Ряд этих экспериментальных процедур был выполнен их коллегами, участвующими в этом проекте. К ним относятся более чувствительная масс-спектрометрия для обнаружения, идентификации и количественного определения белковых молекул, электронная микроскопия для визуализации набора компонентов наномашины, транспортирующей токсины, и флуоресцентная конфокальная микроскопия, которая может маркировать белки светоизлучающими красителями.
Мы обнаружили некоторые токсины францицеллы, но еще предстоит определить, как они действуют на клетки, которые инфицируют бактерии. Это знание будет большим шагом вперед в нашем понимании туляремии», - сказал старший автор доктор Джозеф Мугус, адъюнкт-профессор микробиологии в Медицинской школе Университета Вашингтона.