Это – трагедия войны, что доброкачественные свидетели часто пойманы в перекрестном огне. Но теперь ученые из Университета Пенсильвании и Оксфордского университета показали, как сражение за выживание на микроскопическом уровне могло оставить людей как маловероятных пострадавших.В работе, финансируемой американской Службой Здравоохранения и Wellcome Trust, исследователи нашли возможное объяснение того, почему некоторые бактерии разозлились, даже в большом риске для их собственного выживания.
Тело является родиной широкого спектра бактерий, в подавляющем большинстве случаев существующих спокойно, не нанося ущерба. Иногда, бактерия разовьет свойства, которые потенциально смертельны ее человеческому хозяину. Но развитие прибывает в стоимость, и это представляет парадокс: почему это должно вредить своему хозяину, когда это могло привести к упадку самих бактерий?«Для многих микроорганизмов, живущих в гармонии с их хозяином, наилучший вариант, итак, почему делают некоторые внезапно разозлились?» спрашивает доктор Сэм Браун, Коллега профессионального развития Исследования Wellcome Trust в Оксфордском университете. «Иногда ответ очевиден – например, холодный вирус делает свое организменное чиханье, помогая ему распространиться шире.
Но для других бактерий и вирусов, обычно не вызывающих болезнь, причина не вообще ясна».В исследовании, изданном в Текущей Биологии, ученые смоделировали у мышей, как обычно найденная бактерия, известная как Стрептококк pneumoniae, взаимодействует с другими бактериями, показывая, что соревнование за пространство между конкурирующими бактериями может заставить более смертельные формы бактерий развиваться. S. pneumoniae обычно существует в носовом ходе, где это сидит спокойно: целых два у пяти человек в некоторых странах будут нести вирус, не будучи знающими об этом.
Когда S. pneumoniae вынужден разделить пространство с Гемофильной палочкой, другой общей и обычно бессимптомной бактерией, эти два начинают драку для пространства. Но H. influenzae имеет дополнительную уловку ее рукав, обращаясь к нашей иммунной системе с просьбой помочь избавиться от ее конкурента путем пополнения лейкоцитов, названных нейтрофилами, окружающими и нападающими на S. pneumoniae бактерии.«Много бактерий не являются проблемой к нашей иммунной системе, так может быть оставлен в покое», объясняет доктор Лысенко. «Но H. influenzae бактерии вызывают проблему, говоря телу, ‘S. pneumoniae являются плохими парнями – избивает их’. Нейтрофилы отвечают, нападая на доброкачественные бактерии и таким образом помогая H. influenzae остаться в живых».
Много штаммов S. pneumoniae существуют, каждый покрытый массивной сахарной капсулой. В некоторых штаммах капсула является особенно защитной, и, кажется, действует как броня против иммунной реакции хозяина. Это позволяет бактерии входить в кровоток, где это может продолжить тиражировать и вызывать серьезные болезни, такие как пневмония, бактериемия (кровяная инфекция), сепсис и менингит.
Исследователи проверили различные комбинации трех бактерий – два пневмококковых штамма (бронированный и небронированный), и H. influenzae. Они нашли, что, когда достаточная сумма H. influenzae присутствовала, более ядовитый, бронированный штамм S. pneumoniae начал вытеснять своих конкурентов: его толстое сахарное покрытие позволяло ему избегать приступа из нейтрофилов, но это свойство также сделало его более смертельным, когда это вошло в кровоток.Доктор Браун завершает: «Создание новой брони является дорогостоящим к S. pneumoniae с точки зрения энергии, израсходованной, чтобы сделать его, но это означает, что бактерия выигрывает сражение с H. influenzae. Однако это также означает, что, если S. pneumoniae входит в кровоток, иммунная система неспособна остановить свой необузданный прогресс.
Наши тела неспособны справиться, и бронированный вирус мог заплатить окончательную цену: смерть ее хозяину и смерть к себе».По словам доктора Джеффа Вейсера из Медицинской школы Университета Пенсильвании, Филадельфия, результаты могли иметь последствия для развития нового лечения и вакцин против инфекции.
«Наше исследование демонстрирует сложные взаимодействия среди многих микробных разновидностей, живущих в наших телах», говорит он. «Использование антибиотиков и вакцин все более и более влияет на эти отношения, потенциально опрокидывая результат сражения между конкурирующими микроорганизмами. Наша продолжающаяся война с инфекционными болезнями должна рассмотреть эффекты микроорганизмов на друг друге».Источник: Wellcome Trust