В отличие от других инфекционных заболеваний, поражающих легкие, иммунный ответ на борьбу с туберкулезными (ТБ) инфекциями развивается как минимум в два раза медленнее. До недавнего времени динамическое взаимодействие между бактериями и иммунной системой хозяина оставалось неясным, что препятствовало разработке эффективных методов лечения болезни, которая убивает больше людей во всем мире, чем ВИЧ/СПИД, и уступает только COVID-19.
В статье, опубликованной сегодня в Cell Reports , иммунологи Медицинской школы Питтсбургского университета обнаружили, что адаптивный иммунный ответ против Mycobacterium tuberculosis — патогенных бактерий, вызывающих туберкулез, — со временем созревает. Первая подгруппа борющихся с инфекцией Т-лимфоцитов не становится полностью активной до трех месяцев после заражения, а появление второй подгруппы Т- клеток через пять месяцев после инфекции может способствовать клиренсу бактерий и выздоровлению.
Такой отсроченный адаптивный иммунный ответ частично объясняет, почему туберкулезные инфекции легко закрепляются в легких хозяина, и предполагает, что стратегии вакцинации против туберкулеза должны быть скорректированы таким образом, чтобы инициировать Т-клеточный ответ и запускать его на ранних стадиях инфекции, гарантируя, что патогенные бактерии могут быть уничтожены . быстро устраняется.
«Инфекция туберкулеза легких может начаться с одной бактерии, которая делится на сотни тысяч бактерий в течение четырех-шести недель. Между этим и 10 неделями после заражения происходит небольшое уничтожение бактерий», — сказала старший автор Джоэнн Флинн. Доктор философии, заслуженный профессор микробиологии и молекулярной генетики Питтсбургского университета. «В нашем исследовании мы хотели выяснить, какие изменения в иммунной среде легких со временем позволяют ей в конечном итоге контролировать инфекцию туберкулеза».
Хотя ТБ относительно редко встречается в США, он остается серьезной проблемой во многих странах мира, непропорционально поражая людей в развивающихся странах.
Туберкулез — это тяжелое респираторное заболевание, вызываемое бактериями, которые медленно размножаются и размножаются при попадании в легкие через дыхательные пути, вызывая рубцевание и воспаление легких , сильный кашель и боль в груди. Чтобы отгородиться от растущих бактерий, организм в ответ создает клеточные барьеры, называемые гранулемами, организованными сферами клеточных кластеров, состоящих из иммунных клеток , которые являются контрольным признаком туберкулеза.
И хотя большинство людей без сопутствующих заболеваний могут контролировать инфекцию туберкулеза и оставаться бессимптомными без медицинской помощи , люди с ослабленной иммунной системой, такие как люди с ВИЧ/СПИДом или больные COVID-19, подвергаются высокому риску развития осложнений и смерти от туберкулеза. болезнь.
Единственная широко используемая вакцина против ТБ, называемая вакциной бациллы Кальметта-Герена (БЦЖ), вводится новорожденным в течение первых нескольких часов жизни. Однако вакцина БЦЖ имеет ограниченную эффективность и не предотвращает инфекции в легких.
Предыдущая работа Флинна показала , что внутривенное введение вакцины БЦЖ, в отличие от традиционной подкожной инъекции, обеспечивает почти полную защиту от туберкулеза у обезьян. Новое исследование в Cell Reports дает представление о том, как эта стратегия вакцинации может работать, ускоряя реакцию Т-клеток в легких, чтобы они могли быстро остановить инфекцию.
Обнаружив гранулемы туберкулеза в легких макак с помощью современного метода визуализации, который позволяет им сканировать легкие живых животных в режиме реального времени и отслеживать развитие гранулем по мере прогрессирования инфекции, исследователи смогли выделить гранулемы в разное время после заражения.
После тщательного вырезания гранулем и количественного определения их клеточного состава исследователи обнаружили, что ключевые игроки адаптивного иммунитета, CD8+ Т-клетки, активируются через три месяца после заражения, и к ним присоединяются CD4+ Т-клетки, которые дополнительно способствуют излечению от инфекции через пять месяцев после заражения.
Появление этих активированных Т-клеток обратно пропорционально количеству живых бактерий, содержащих гранулему, что позволяет предположить, что эти клетки играют решающую роль в бактериальном контроле.
«Наша работа выявила время развития адаптивного иммунного ответа и уничтожения бактерий при туберкулезе», — сказала первый автор Николь Грант, доктор философии, постдокторский научный сотрудник Питта. «Использование этих знаний для увеличения количества функциональных Т-клеток в первые дни инфекции и ускорение их реагирования и сдерживания роста бактерий является ключом к созданию терапии, которая может остановить инфекцию в ее начале».
