Русский туберкулез оказался самым смертоносным в мире

Исследовательская группа из МФТИ, НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера и Уральского научно-исследовательского института фтизиопульмонологии, пришла к выводу, что распространившийся в РФ и ближайших к ней государствах вид туберкулеза является самым опасным из существующих на данный момент.

Чтобы понять причины такого «эволюционного успеха» этих микобактерий, ученые сравнили спектр синтезируемых ими белков (протеом) с протеомами иных штаммов M. tuberculosis. Оказалось, что 57 белков были свойственны только для контрольной культуры, а 17, наоборот, были уникальны для B0/W148.

На территории РФ присутствуют три основных генетических линии туберкулезной микобактерии (Mycobacterium tuberculosis): Ural, LAM и Beijing.

Группа исследователей из ФНКЦ Физико-химической медицины, лаборатории системной биологии МФТИ, СПб НИИФ и НИИЭМ им. Пастера провела масштабный анализ белков и геномов штаммов туберкулезных бактерий штаммов семейства Beijing, распространенных в России и странах бывшего СССР. Ученые сопоставили белки, синтезируемые штаммами Beijing B0/W148, с контрольным штаммом микобактерии.

Выяснилось, что Beijing B0/W148 отличаются от контрольной микобактерии туберкулеза наличием 266 белков: 57 из них полностью отсутствуют в исследуемой группе, 17 наоборот уникальны для нее, а оставшиеся отличаются количественно. В штаммах Beijing B0/W148 преобладают белки, отвечающие за производство длинноцепочечных жирных кислот, а белков, разрушающих их, меньше. Из этих кислот бактерия синтезирует миколовые кислоты, которые встраиваются в стенку бактерий и делают ее воскообразной. Это позволяет микобактерии выживать и размножаться в макрофагах (клетки организма, которые уничтожают инородные элементы), в то время как остальные бактерии пожираются макрофагами.

Микобактерии туберкулеза специально эволюционировали, чтобы размножаться в макрофагах, скрываясь от иммунной системы. Миколовые кислоты защищают бактерию и являются ключевым агентом в синтезе веществ, угнетающих макрофаг, из-за чего тот не борется с заболеванием. Предполагается, что именно эта особенность липидного обмена делает штамма Beijing B0/W148 устойчивым по отношению к другим туберкулезным микобактериям.

Эта работа показала, что от «родственников» штаммы Beijing B0/W148 отличаются количеством 266 различных белков, причем 57 из них у «пекинских» штаммов отсутствуют, а 17, напротив, уникальны для них. Оценив функциональность этих белков, можно отметить, что в Beijing B0/W148 содержится больше ферментов, необходимых для синтеза длинноцепочечных жирных кислот, и меньше тех, что нужны для их расщепления.

Авторы замечают, что эти кислоты M. tuberculosis способны превращать в крупные разветвленные молекулы миколовых кислот – уникальные компоненты клеточных стенок микобактерий. Они обладают низкой реакционной способностью, гидрофобны и вообще устойчивы к внешним воздействиям, обеспечивая клетку надежной защитой от опасных факторов среды, в том числе от действия некоторых антибиотиков. Более того, эта инертная «корка» может спасти клетку даже после поглощения ее макрофагом, что позволяет болезни уходить из-под удара иммунной системы.

Ученые полагают, что именно повышенные способности к синтезу жирных кислот, в том числе миколовых, делают штаммы M. tuberculosis Beijing B0/W148 особенно опасными, а проблему туберкулеза – столь серьезной и в России, и в соседних странах.

Миколовые кислоты защищают бактерию и являются ключевым агентом в синтезе веществ, угнетающих макрофаг, из-за чего тот не борется с заболеванием. Предполагается, что именно эта особенность липидного обмена делает штамма Beijing B0/W148 устойчивым по отношению к другим туберкулезным микобактериям.

Эта работа показала, что от «родственников» штаммы Beijing B0/W148 отличаются количеством 266 различных белков, причем 57 из них у «пекинских» штаммов отсутствуют, а 17, напротив, уникальны для них. Оценив функциональность этих белков, можно отметить, что в Beijing B0/W148 содержится больше ферментов, необходимых для синтеза длинноцепочечных жирных кислот, и меньше тех, что нужны для их расщепления. Авторы замечают, что эти кислоты M. tuberculosis способны превращать в крупные разветвленные молекулы миколовых кислот – уникальные компоненты клеточных стенок микобактерий.

Они обладают низкой реакционной способностью, гидрофобны и вообще устойчивы к внешним воздействиям, обеспечивая клетку надежной защитой от опасных факторов среды, в том числе от действия некоторых антибиотиков.

Более того, эта инертная «корка» может спасти клетку даже после поглощения ее макрофагом, что позволяет болезни уходить из-под удара иммунной системы. Ученые полагают, что именно повышенные способности к синтезу жирных кислот, в том числе миколовых, делают штаммы M. tuberculosis Beijing B0/W148 особенно опасными, а проблему туберкулеза – столь серьезной и в России, и в соседних странах.

Туберкулез является одним из самых широко распространенных заболеваний в мире. При его открытой форме микобактерии обнаруживаются в выделениях больного, при этом человек становится заразным. Некоторые ученые считают, что возбудителями туберкулеза инфицирована примерно треть населения Земли. По состоянию на 2014 год число заболевших в России составляло 59,5 на 100 тысяч человек.