Ученые из Европы и Канады раскрыли механизм, позволяющий палочке Коха, возбудителю туберкулеза, формировать структуры, позволяющие бактериям защищаться от действия антибиотиков и подавлять иммунитет при проникновении в легкие человека.

Выводы ученых были опубликованы в статье в научном журнале Cell.

«Проведенные нами опыты показали, что возбудители туберкулеза способны особым образом сжимать поверхностные жиры в своей клеточной мембране и таким образом запасать механическую энергию. Это позволяет им формировать прочные и протяженные нитеобразные структуры, внутри которых бактерии защищены от действия антибиотиков, воспалительных процессов и других иммунных реакций», – говорится в исследовании.

К такому выводу пришла группа канадских и европейских молекулярных биологов под руководством научного сотрудника швейцарской Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) Вивека Такера в ходе наблюдений за ростом культур палочки Коха в реалистичных условиях. Ученых интересовало то, как эти микробы образуют нитеобразные защитные структуры, которые были открыты медиками еще 80 лет назад во время первых опытов по изучению механизмов развития туберкулеза.

Эти нити, как выяснили ученые еще в прошлом столетии, могут содержать одну или несколько бактерий. Они состоят из жировых молекул клеточной мембраны палочки Коха, однако процесс их формирования оставался загадкой до настоящего дня. Такер и его коллеги получили ответ на этот вопрос благодаря созданию трехмерного аналога легочной ткани, который был выращен биологами внутри специального биочипа из культур клеток мышей и человека.

Опыты на этом аналоге легких показали, что процесс формирования защитных нитей был связан не с выделением каких-то веществ палочкой Коха или с ее реакцией на сигналы клеток легких, а со сжатием молекул жиров, которые составляют основу внешней части оболочки этих бактерий. Деформация этих молекул ведет к накоплению механического напряжения, которое заставляет соседних микробов объединяться в нитеобразные структуры и поддерживает форму этих нитей даже при сильных внешних нагрузках.

Подавление накопления этого механического напряжения, как показали последующие опыты на мышах, значительно замедляет развитие инфекции и мешает возбудителю туберкулеза снижать иммунитет и вырабатывать молекулы, необходимые для проникновения палочки Коха в клетки легких. Понимание этого, как надеются Такер и его коллеги, приведет к созданию новых методов борьбы с туберкулезом.

О туберкулезе

В последние годы ученые зафиксировали появление и быстрое распространение сразу нескольких штаммов его возбудителя Mycobacterium tuberculosis, неуязвимых перед многими антибиотиками, что вынуждает ученых искать замену для них. По текущим оценкам ВОЗ, во время пандемии коронавируса показатели смертности от туберкулеза выросли впервые за 10 лет, в 2020 году он стал второй наиболее смертельной инфекцией после COVID-19.

Ежегодно туберкулезом заражаются примерно 10 млн человек, в 2020 году от болезни умерли 1,5 млн человек. В странах с низким уровнем дохода туберкулез остается в десятке основных причин смертности.