Согласно новому исследованию, проведенному учеными из Калифорнийского университета в Санта-Круз, без возможности плавать к своим целям в желудке, вызывающие язву бактерии не вызывают воспаления слизистой оболочки желудка, которое приводит к язве и раку желудка.
Результаты, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences, дают новые сведения о том, как бактерии Helicobacter pylori вызывают опасные воспаления у некоторых людей. Около половины всех людей во всем мире инфицированы H. pylori, но в большинстве случаев инфекция не вызывает никаких проблем. Тяжелое воспаление, приводящее к язвам или раку, встречается только в десяти процентах случаев инфицирования.
"Если мы сможем понять пути, которые заставляют инфекцию перейти в это плохое состояние хронического воспаления, мы, возможно, в конечном итоге сможем разработать методы лечения, которые ограничат его," сказала Карен Оттеманн, профессор микробиологии и токсикологии окружающей среды Калифорнийского университета в Санта-Крус и старший автор статьи PNAS.
Оттеманн изучал H. pylori, хемотаксис, который представляет собой способность бактерий реагировать на определенные химические вещества в окружающей среде, плывя к ним или от них. В ее лаборатории был разработан штамм бактерий, у которых отсутствует единственный ген, необходимый для хемотаксиса. Эти дефектные бактерии вызывают гораздо меньше воспалений, чем нормальные штаммы, хотя, похоже, у них нет проблем с заражением желудка.
В новом исследовании исследователи изучили, как иммунная система реагирует на инфекции нормальными и мутантными штаммами бактерий. Их результаты подчеркивают роль определенного типа белых кровяных телец, известных как Т-хелперные клетки 17-го типа (Th17). Клетки Th17 способствуют хроническому воспалению, но исследователи обнаружили, что эти клетки отсутствовали в иммунном ответе на инфекцию мутантным штаммом.
Связь между хемотаксисом и иммунным ответом включает несколько этапов. Предыдущая работа других исследователей показала, что клетки Th17 реагируют на комбинацию бактериальной инфекции и умирающих клеток-хозяев. Группа Оттеманна обнаружила, что мутантный штамм H. pylori вызывает гораздо меньшую гибель клеток, чем нормальные штаммы. Исследователи предполагают, что без хемотаксиса мутантные штаммы не могут подобраться достаточно близко к клеткам, выстилающим желудок, чтобы доставить бактериальные токсины, вызывающие гибель клеток. Токсины запускают процесс, называемый апоптозом, программу самоубийства, встроенную во все клетки и запускаемую определенными типами повреждения клеток.
"Бактерии используют хемотаксис, чтобы приблизиться к клеткам желудка хозяина, а затем доставляют пакеты неприятных молекул, которые убивают клетки хозяина," Оттеманн сказал. "Раньше люди думали, что бактерии должны связываться с клетками желудка. Но оказывается, что они просто должны быть достаточно близко, чтобы поразить клетки молекулами, убивающими клетки. Мы думаем, что одна из причин, по которой они умеют плавать, – это парить рядом с их клетками-мишенями."
Отсутствующий ген в мутантном штамме, названном CheY, обеспечивает связь между химическими сенсорами бактерий и их механизмом плавания, похожим на хлыст жгутиком, который продвигает спиралевидные бактерии. Бактерии-мутанты все еще могут плавать, но передвигаются бесцельно. "Они потеряли связь между сенсорным входом и поведением, поэтому просто плавают вслепую," Оттеманн сказал.
ЧАС. pylori можно вылечить, принимая антибиотики, но некоторые исследования показали, что инфекция может иметь некоторые положительные эффекты, по крайней мере, для людей, которые не болеют язвами или раком желудка. Например, H. pylori, похоже, снижает шансы заболеть раком пищевода. Некоторые врачи утверждают, что контроль негативных последствий инфекции может быть предпочтительнее устранения ее с помощью антибиотиков.
"Идея состоит в том, что наши тела адаптировались к этому, и у 90 процентов людей бактерии действуют как нормальная часть флоры организма," Оттеманн сказал. "Так что лучше всего оставить H. pylori в желудке, но приручите его, чтобы не вызвать воспаление. Возможно, мы могли бы приручить его, направив хемотаксис."