Новости

10 октября, 2023 15:09

Вирулентность — недооцененный фактор распространения штаммов M. tuberculosis

Источник: pcr.news
Мультидисциплинарное исследование ученых из Санкт-Петербурга показало, как патобиологические свойства эпидемических и эндемических генотипов Mycobacterium tuberculosis нелинейно влияют на динамику их распространения, и подчеркнуло важность учета не только резистентности, но и вирулентности штаммов при лечении больного. Работа была выполнена при поддержке РНФ и опубликована в Microbiology Spectrum.
Источник: 123rf.com
Кривая летальности мышей, зараженных различными штаммами M. tuberculosis. Референс-штамм H37Rv — наиболее летальный. Источник: предоставлено исследователями
3 / 4
Источник: 123rf.com
Кривая летальности мышей, зараженных различными штаммами M. tuberculosis. Референс-штамм H37Rv — наиболее летальный. Источник: предоставлено исследователями
Mycobacterium tuberculosis— важный патоген человека с клональной, иерархической и гетерогенной популяционной структурой. Его эволюционная траектория, геномное разнообразие и филогеографический ландшафт были сформированы множеством факторов, в частности, совместной эволюцией с человеком-хозяином и взаимодействием с его иммунной системой. M. tuberculosis включает несколько крупных филогенетических линий. Генетическое семейство LAM (Латиноамериканское Средиземноморское) входит в Евро-Американскую линию и является вторым после генотипа Beijing наиболее изученным генотипом M. tuberculosis. В ряде исследований была показана связь российских штаммов LAM с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ).

Журнал Microbiology Spectrum, издаваемый Американским микробиологическим обществом, опубликовал статью ученых из Санкт-Петербурга, посвященную исследованию вирулентности российских штаммов LAM M. tuberculosis. Эпидемические и эндемичные, резистентные и чувствительные штаммы LAM были изучены в мышиной модели и с использованием полногеномного анализа. Также были собраны долгосрочные данные о распространенности этих штаммов в Евразии для оценки динамики их циркуляции.

«Несмотря на известные ограничения, эксперименты на мышах остаются классическим подходом к изучению патогенеза туберкулеза. В данном исследовании мы заражали мышей C57BL/6 путем инокуляции бактериальной суспензии в латеральную хвостовую вену и далее вели две параллельные серии животных в течение 200 дней эксперимента для оценки вирулентности штаммов и связанной с нею летальностью животных. Эту надежную методологию ранее использовали мы и коллеги в России и мире для изучения вирулентности микобактерий», — говорит профессор Т.И. Виноградова (СПб НИИ фтизиопульмонологии).
По мнению руководителя проекта д.б.н. И.В. Мокроусова (Институт им. Пастера) современные взгляды на вирулентность, приспособленность, устойчивость и трансмиссивность M. tuberculosis можно суммировать следующим образом: (1) множественные мутации устойчивости снижают приспособленность и способность к передаче инфекции, что объясняет отбор компенсаторных мутаций в наиболее успешных штаммах, (2) высоковирулентные штаммы также обладают высокой способностью к передаче, (3) наиболее успешные штаммы содержат как мутации устойчивости с минимальным или нулевым влиянием на жизнеспособность, так и компенсаторные мутации, которые восстанавливают их приспособленность. При этом И.В. Мокроусов подчеркивает, что «результаты проведенного исследования согласуются с этими выводами, но частично и не прямолинейно».

Сравнение патобиологических особенностей изученных штаммов LAM с динамикой выявления соответствующих сполиготипов в лонгитюдных коллекциях показывает следующее. Во-первых, чувствительный к антибиотикам SIT264 (высоковирулентный штамм) увеличил географию своего распространения. Во-вторых, сполиготип SIT266 (средневирулентный штамм) с множественной лекарственной устойчивостью, широко распространенный в Беларуси, продолжает встречаться на северо-западе России. Наконец, мультирезистентный сполиготип SIT252, который считали эмерджентным 10–15 лет назад (маловирулентный и низколетальный штамм), практически перестал выявляться.


 Микроскопия легких мышей на 112-й день после заражения M. tuberculosis. Источник: предоставлено исследователями

«Наши результаты показывают, что вирулентность - важная особенность штамма, которая влияет на его передачу, независимо от устойчивости к антибиотикам. С повышенной вирулентностью некоторых клинических изолятов связан принципиально иной системный иммунный ответ, что можно обнаружить на ранних стадиях инфекции. Вирулентность можно рассматривать как скорость размножения микробов в организме хозяина. Дело ведь не только в широкой или множественной лекарственной устойчивости, а еще и в том, что устойчивые штаммы по-разному размножаются (т.е. с разной скоростью) у разных людей, мышей, и, если мультирезистентные штаммы размножаются медленно, иммунитет с ними, разумеется, и сам справляется!» — говорит профессор Б.М. Ариэль (СПб НИИ фтизиопульмонологии).
Увеличение циркуляции чувствительных, но вирулентных и летальных штаммов подчеркивает (1) важность их тщательного эпидемиологического мониторинга и (2) то, что персонализированное лечение туберкулеза должно учитывать не только лекарственную устойчивость, но и вирулентность штаммов. Это подтверждает актуальность нового направления разработки препаратов — anti-virulence drugs, мишенью которых являются факторы вирулентности.



 География распространения сполиготипов LAM в старых и недавних исследованиях. Источник: предоставлено исследователями

Теги
Биология
26 апреля, 2024
Открыто новое семейство белков
Сотрудники Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН при исследовании хронич...
22 апреля, 2024
Российские ученые выяснили, как работает антимикробный пептид из морского червя
Одной из самых острых проблем медицины остается антибиотикорезистентность, то есть возрастающая усто...