иллюстрация © Kenneth Todar, Ph.D. All rights reserved. — www.textbookofbacteriology.net
Исследователи из ФНКЦ Физико-химической медицины совместно с сотрудниками лаборатории системной биологии МФТИ, СПб НИИФ и НИИЭМ им. Пастера провели масштабный анализ белков и геномов штаммов туберкулезных бактерий, распространенных в России и странах бывшего СССР, и нашли особенности, способные объяснить их эпидемиологическую успешность. Статья с результатами опубликована в известном журнале Scientific Reports, входящем в Nature Publishing Group.
До XX века туберкулез считался неизлечимой болезнью, и, хотя сейчас разработаны методики его лечения на ранних стадиях, смертность все равно остается на высоком уровне. В 22 странах, одна из которых Российская Федерация, происходит в четыре раза больше заражений, чем во всем остальном мире. Не стоит забывать, что за общим названием туберкулез скрывается множество разных штаммов бактерий, вызывающих его.
В России господствующее положение занимают штаммы семейства Beijing — каждый год ими здесь заражается до 50 тысяч человек. Чтобы понять причину «успешности» этой разновидности туберкулеза ученые сравнили совокупность белков, продуцируемых штаммами Beijing B0/W148 с контрольным штаммом микобактерии. Для этого выделенные бактериальные белки ферментативно расщепили на более короткие фрагменты — пептиды, и точно померили массу и относительную представленность этих пептидов с помощью масс-спектрометра. Полученные данные обработали и узнали, сколько и каких белков содержится в каждом из штаммов.
Оказалось, что Beijing B0/W148 отличаются от контрольной микобактерии туберкулеза представленностью 266 белков. Причем 57 из них полностью отсутствуют в исследуемой группе, 17 наоборот уникальны для нее, а оставшиеся отличаются количественно.
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. 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.
Из-за этой своей особенности данный род бактерий и получил приставку «мико», что значит «воск» на латинском. Обычно если бактерию «съел» макрофаг, то она умирает. Однако микобактерии туберкулеза специально развивались для того, чтобы 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 объясняют успешность штаммов Beijing B0/W148 по отношению к другим туберкулезным микобактериям.
