Бaктeрия, кoтoрaя вызывaeт бубoнную чуму, — всe eщe встрeчaющуюся внe лaбoрaтoрий, — мoжeт выжить в вeздeсущeй прoстeйшeй aмeбe, прoизвoдя бeлки, которые защищают бактерию от переваривания этим микробом.
Вивека Вадивалу (Viveka Vadyvaloo) и Хавьер Бенавидес-Монтаньо (Javier Benavides-Montaño) из Университета штата Вашингтон обнаружили, что Yersinia pestis, бактерия, которая вызывает бубонную чуму, может выжить в вездесущей простейшей амебе, производя белки, которые защищают бактерию от переваривания этим микробом. Исследование важно потому, что чума периодически возвращается, при этом 95% случаев приходится на страны Африки к югу от Сахары и Мадагаскар. Современные антибиотики эффективны, но без своевременного лечения чума может вызвать серьезную болезнь или смерть. Свои результаты ученые изложили в статье, опубликованной в журнале Applied and Environmental Microbiology.
Амебы подобны определенным иммунным клеткам человека, макрофагам, в их способности поглощать бактерии или другие питательные объекты сходного размера. Эти последние попадают особые отсеки, называемые вакуолями, которые как в амебе, так и в людях способны к пищеварению. Тем временем Y. pestis, которая распространяется от грызуна к грызуну, а иногда и к человеку, часто через блох, использует амебу, чтобы выжить в условиях, неблагоприятных для ее распространения, — то есть когда грызунов мало , объяснила Вивека Вадивалу.
«Имея это в виду, аспирант Хавьер Бенавидес-Монтаньо отдельно культивировал три различных штамма Y. pestis, которые были связаны с эпидемиями среди людей, с общим лабораторным штаммом амебы, живущей в почве, — Acanthamoeba castellanii, — в среде, которая поддерживает рост последней», — сказала Вадивалу.
После этого Бенавидес-Монтаньо испытал способность Y. pestis выжить в амебе. Для этого он убил все бактерии, которые находились вне амеб, осторожно растворил их, а затем поместил «раствор» в среду, которая стимулирует рост Y. pestis. Оказалось, что культивировать Y. pestis можно только после того, как амебы были разрушены. Но когда исследователи использовали электронную микроскопию, чтобы заглянуть внутрь сохранных амеб, они обнаружили Y. pestis в вакуолях.
«Чтобы больше узнать о том, как Y. pestis может выжить в амебе, мы исследовали, как Y. pestis выживают в человеческих макрофагах, — сказала Вадивалу. — Макрофаги обычно поглощают бактериальные патогены и уничтожают их, но некоторые бактериальные патогены способны избежать гибели посредством производства белков, которые блокируют пищеварительный процесс». Это ключевая стратегия для целого ряда патогенов, живущих в человеке, и некоторые из таких белков известны. Поэтому исследователи использовали мутировавший Y. pestis — который не продуцирует один из этих белков. Этим мутантам в амебе выжить не удалось.
Вадивалу рассказала, что именно репутация амеб как троянских коней для человеческих патогенов привела ее к проверке гипотезы, что чумные бактерии могут находиться в их вакуолях. Наиболее известным примером этого явления была болезнь легионеров — респираторное заболевание, которое было обнаружено в 1976 году после вспышки среди участников съезда Американского легиона в Филадельфии.
«Наше исследование служит принципиальным доказательством способности амебы в течение долгого времени поддерживать жизнеспособность Y. pestis в окружающей среде», — сказала Вадивалу. Этот результат может стимулировать поиск этого взаимодействия в районах Колорадо и Нью-Мексико, где чума — это эндемическое заболевание. И это, по ее словам, может помочь предсказывать потенциальное возвращение болезни, что позволит ограничить ее распространение среди людей.
