В ходе исследования, которое могло бы стать путеводителем по борьбе с растущей угрозой лекарственно-устойчивых патогенов, исследователи обнаружили особый механизм, который используют Т-клетки организма для уничтожения бактерий.
Исследователи Мичиганского университета в сотрудничестве с коллегами из Гарвардского университета обнаружили ключевое различие между тем, как иммунные клетки атакуют бактерии, и тем, как это делают антибиотики. Там, где лекарства обычно атакуют один процесс внутри бактерий, Т-клетки атакуют множество процессов одновременно.
Сегодня журнал Cell опубликовал выводы группы, возглавляемой Шрирамом Чандрасекараном из UM и Джуди Либерман из Гарварда. Это исследование имеет потенциальные последствия для устойчивых к лекарствам патогенов - проблемы, которая, по прогнозам, будет ежегодно убивать до 10 миллионов человек по всему миру к 2050 году.
«У нас сейчас огромный кризис устойчивости к антибиотикам, поскольку большинство лекарств, которые лечат такие заболевания, как туберкулез или листериоз, или патогены, такие как кишечная палочка, неэффективны», - сказал Чандрасекаран, доцент кафедры биомедицинской инженерии Университета штата Массачусетс. «Поэтому существует огромная потребность в выяснении того, как работает иммунная система. Мы надеемся разработать лекарство, которое действует на бактерии аналогичным образом».
Т-клетки-киллеры, официально известные как цитотоксические лимфоциты, атакуют инфицированные клетки, вырабатывая фермент гранзим B. Как этот фермент вызывает гибель бактерий, до конца не изучено, сказал Чандрасекаран.
Протеомика - метод измерения уровня белка в клетке - и компьютерное моделирование позволили исследователям увидеть комплексную атаку гранзима B, нацеленную на несколько процессов.
Чандрасекаран и его команда наблюдали за тем, как Т-клетки справляются с тремя различными угрозами: кишечной палочкой, листерией и туберкулезом.
«При воздействии гранзима B бактерии не смогли выработать устойчивость к комплексной атаке даже после воздействия в течение нескольких поколений», - сказал Чандрасекаран. «Этот фермент расщепляет несколько белков, которые необходимы бактериям для выживания. По сути, он убивает сразу нескольких зайцев».
Возможные применения новых открытий в отношении Т-клеток простираются от создания новых лекарств до повторного использования ранее одобренных лекарств в комбинации для борьбы с инфекциями путем имитации гранзима B.
Команда Чандрасекарана сейчас изучает, как бактерии прячутся, чтобы избежать атак Т-клеток.
И потребность в новом подходе в той или иной форме остра. Представители Всемирной организации здравоохранения описывают устойчивость к антибиотикам как «одну из самых больших угроз глобальному здравоохранению, продовольственной безопасности и развитию на сегодняшний день».
Каждый год около 700 000 смертей связаны с устойчивыми к антибиотикам бактериями, по данным ВОЗ. Прогнозы показывают, что к 2050 году это число резко возрастет до 10 миллионов.
Высший чиновник здравоохранения Англии Салли Дэвис недавно заявила, что потеря эффективности антибиотиков будет означать «конец современной медицины».
«Если мы не примем меры сейчас, мы действительно столкнемся с ужасным постантибиотическим апокалипсисом», - цитировали ее слова ранее в этом месяце. «Я не хочу говорить своим детям, что я не сделал все возможное, чтобы защитить их и их детей».
Особое беспокойство вызывает тот факт, что в разработке находится мало новых антибиотиков. Расцвет новых антибиотиков пришелся на период с 1940-х по 1960-е годы, и к концу 20-го века их выпуск практически прекратился.
«Мы достигли точки, когда мы воспринимаем то, что могут делать антибиотики, как должное, и мы больше не можем этого делать», - сказал Чандрасекаран. «Нас вдохновляет иммунная система человека, которая борется с инфекциями на протяжении тысячелетий».