В исследовании, опубликованном в академическом журнале PLOS Pathogens, изучались события, которые приводят к сепсису, вызванному Streptococcus pneumoniae (пневмококком), основным патогеном человека, у мышей. Они обнаружили, что в большинстве случаев бактерии, вызывающие сепсис, были вызваны одной пневмококковой клеткой.Исследование было междисциплинарным сотрудничеством между кафедрами генетики, инфекционного иммунитета, воспаления и математики Университета Лестера, профессором Ричардом Моксоном из Оксфордского университета и учеными из-за рубежа, включая Университет Сиены.
Профессор Оггиони сказал: «Наши данные в экспериментальных моделях инфекции показывают, что нам нужны не только стратегии, нацеленные на множество бактерий, когда уже слишком поздно, но и что схемы раннего вмешательства, которые предотвращают единственную клетку, которая запускает процесс болезни, могут принести существенную пользу. пациенту.«В этой работе мы впервые предоставили генетические доказательства одноклеточного происхождения бактериальной инвазивной инфекции. Этот сценарий был выдвинут более 50 лет назад, но до сих пор для этого события можно было получить только фенотипические и статистические доказательства».
В нормальных условиях, когда разные бактерии используются в моделях экспериментальной инфекции хозяев, которые ранее не встречались с одним и тем же патогеном, подавляющее большинство бактерий быстро уничтожается врожденной иммунной системой хозяина.
Согласно модели исследователя, доза в один миллион бактерий необходима для того, чтобы вызвать системное заболевание примерно у половины участников исследования.Это резко контрастирует с гораздо меньшим количеством бактерий, которые, как считается, составляют начальное «семя», ведущее к развитию системной инфекции, — и предполагается, что в развитии инфекции должно быть одно или несколько «узких мест». болезнь.Чтобы исследовать эти узкие места, исследователи вводили мышам смесь трех различных вариантов S. pneumoniae. Примерно у половины мышей развился сепсис, и почти во всех случаях бактерии, вызывающие сепсис, произошли только от одного из трех вариантов, использованных при первоначальном заражении.
Используя статистический анализ, а также прямое секвенирование ДНК, исследователи смогли показать, что в большинстве случаев бактериальная популяция, вызывающая сепсис, была создана одной пневмококковой клеткой.Когда исследователи внимательно изучили, как иммунная система сопротивляется большинству введенных бактерий, они обнаружили, что макрофаги, тип иммунных клеток, которые могут поглощать бактерии, и особенно макрофаги в селезенке, являются основными участниками эффективного иммунного ответа на этот патоген. .Их результаты показывают, что если бактерии переживают эту первоначальную контратаку, одна бактерия-основатель размножается и снова попадает в кровоток, где ее потомки подвергаются сильному селективному давлению, которое динамически формирует последующую бактериальную популяцию, что приводит к сепсису.Данные также предполагают, что одна бактерия, ведущая к сепсису, не имеет очевидных характеристик, которые дают ей преимущество перед 999 999 другими, но что случайные события определяют, какая из введенных бактерий выживает и размножается, вызывая болезнь.
Считается, что результаты, предполагающие, что развитие сепсиса, начиная с единственной клетки-основателя, которая переживает первоначальную контратаку иммунной системы у мышей, также потенциально могут применяться к системным инфекциям человека.Эта информация может оказаться жизненно важной для понимания сепсиса, поскольку причины болезни все еще в значительной степени неизвестны научному сообществу.Д-р Оггиони добавил: «Знание того, что есть момент, когда одна бактериальная клетка ускользает от« нормального »иммунного надзора в начале каждой инвазивной инфекции, является важной парадигмой и важной информацией, которая, по нашему мнению, должна привести к изменениям в терапевтических протоколах в чтобы добиться максимального успеха в результате лечения ».