Отзыв Эмили Хендерсон, бакалавр наук 24 апреля 2020 года

Бактерия, вызывающая сифилис, Treponema pallidum вероятно, использует один ген для выхода из иммунной системы, предполагают исследования UW Medicine в Сиэтле.

Открытие может помочь объяснить, как сифилис может скрываться в организме в течение десятилетий, тем самым сводя на нет попытки иммунной системы искоренить его. Это также может объяснять способность бактерии повторно заражать людей, которые были ранее заражены и должны были приобрести некоторый иммунитет к нему.

Хотя сифилис по-прежнему легко лечится пенициллином, в последние два десятилетия уровень заболеваемости в США неуклонно возрастал. В 2018 году число случаев заражения возросло до более чем 115 000 новых случаев в США.

Во всем мире насчитывается около 6 миллионов новых случаев сифилиса среди взрослых. Инфекция является причиной около 300 000 случаев смерти плода и новорожденного ежегодно.

Однако, несмотря на его важность в качестве причины заболевания, относительно мало известно о биологии Treponema pallidum .

Одна из причин этого заключается в том, что до недавнего времени выращивать его в лабораторной посуде было невозможно. Как следствие, многие из лабораторных инструментов, используемых для изучения других бактерий, не были специально разработаны для сифилиса.

В новом исследовании ученые сравнили геномы бактерий сифилиса, собранные у человека, который был заражен четыре раза. Он был зачислен в UW Medicine исследование аномалий спинномозговой жидкости у лиц с сифилисом, проведенное доктором Кристиной Марра, профессором неврологии.

Образцы были взяты из его крови во время двух инфекций, которые произошли с интервалом в шесть лет. Между этими инфекциями он был инфицирован и лечился еще два раза.

Исследователи хотели выяснить, есть ли различия между геномами бактерий от первой и последней инфекции. Эти различия могут показать, как изменились гены бактерий и как эти изменения могли позволить бактериям заразить человека, чья иммунная система уже видела и установила иммунный ответ на несколько различных штаммов сифилиса.

Удивительно, но исследователи обнаружили, что было очень мало изменений между геномами из двух разных образцов – за исключением одного гена.

Из примерно 1,1 миллиона оснований, составляющих геном бактерии, всего было около 20 изменений. Это очень низко. Но в этом одном гене мы увидели сотни изменений. "

Д-р. Алекс Гренингер, доцент кафедры лабораторной медицины в Медицинской школе UW

Этот ген, называемый Treponema pallidum повторного гена K (tprK), обеспечивает инструкции по синтезу белка, обнаруженного на поверхности бактерии. Белки на поверхности бактерии, как правило, легче обнаруживаются иммунными клетками, и поэтому часто являются первичными мишенями для иммунной атаки.

Исследование основано на десятилетиях работы доктора. Шейла Люкеарт и Артуро Центурион-Лара на медицинском факультете Медицинского факультета Вашингтонского университета.

Сначала они показали, что TprK генерирует значительное разнообразие в семи дискретных областях, в которых последовательности ДНК из других частей генома бактерии можно менять местами. Этот процесс называется преобразованием генов.

Работа в их лаборатории показала, что бактериальные клетки с новыми вариантами tprK могут уклоняться от иммунного ответа, вызывая постоянную инфекцию, которая может привести к поздним стадиям сифилиса.

Амин Аддетия, исследователь в лаборатории Гренингера и ведущий автор исследования, сказал, что бактерия имеет в своем геноме колоду карт, из которой она может извлекать и обрабатывать эти вариабельные области, существенно изменяя белок. "рука." Эти замены изменяют внешний вид белка на поверхности, что позволяет ему ускользнуть от иммунной системы.

«Я посмотрел на множество бактериальных геномов, – сказал Аддетия, – и они намного интереснее, чем у трепонемы, за исключением этого одного гена. Он может генерировать поразительное количество разнообразных последовательностей в пределах этой переменной области без ущерба для способности белка функционировать. "

Хотя бактерии, вирусы и паразиты могут иметь много белков на своих поверхностях, которые иммунная система могла бы обнаружить и атаковать, во многих случаях только один белок, кажется, привлекает большую часть внимания. Такие белки называются иммунодоминантными.

Они могут защитить бактерии, привлекая внимание иммунной системы, сказал Гренингер. «Белок действует как отвлечение, которое отвлекает иммунную систему от белков, которые могут быть ахиллесовой пятой бактерии. Потребуется дополнительная работа, чтобы определить, так ли это в случае TprK».

Гренингер сказал, что он надеется, что полученные результаты могут помочь исследователям разработать вакцины, которые позволят иммунной системе либо более эффективно атаковать TprK, либо игнорировать TprK и нацеливаться на другие, менее вариабельные белки сифилиса.