Ученые подтвердили участие белков-амилоидов бактерий в развитии реактивного артрита после сальмонеллеза
Белки-амилоиды вырабатываются не только в организме человека. Их разновидность, карлины, представляют собой амилоидные фибриллярные структуры, закрепленные на внешней мембране бактерий. Они формируют основу биопленок бактерий, которые защищают микроорганизмы от внешних воздействий и позволяют выживать неблагоприятных условиях.
Ранее ученые обнаружили, что карлины играют важную роль при кишечных бактериальных инфекциях. Их воздействие может распространяться далеко за пределы желудочно-кишечного тракта.
В частности, при сальмонеллезе продукция карлинов связана с воспалением суставов после перенесенной инфекции – состоянием, известным как реактивный артрит (РА). На сегодняшний день среди ученых нет единой концепции развития РА, его этиотропное лечение также не разработано.
Новое исследование, выполненное в Медицинской школе им. Льюиса Каца в Университете Темпл (США), продемонстрировало, что карлины провоцируют образование аутоантител и воспаление суставов у мышей, зараженных Salmonella enterica Typhimurium. Исследование было опубликовано в журнале PLOS Pathogens.
«Если карлины остаются в кишечнике, их воспалительные эффекты ограничены, – объясняет руководитель исследования, доктор Кагла Тукел, доцент кафедры микробиологии и иммунологии. – Но при наличии генетической предрасположенности попадание этих белков в системный кровоток провоцирует аутоиммунную реакцию».
В рамках настоящего исследования мыши были инфицированы S. Typhimurium дикого типа, что позволило имитировать алиментарное заражение человека указанной бактерией. Инфицированный инокулят состоял из клеток S. Typhimurium, способных продуцировать карлины, хотя в самом инокуляте амилоидные белки данного типа отсутствовали.
Это было необходимо для изучения образования карлинов и их влияния на иммунитет in vivo. Для сравнения, некоторые мыши были заражены мутантным штаммом S. Typhimurium, неспособным к образованию карлинов.
В течение недели после заражения S. Typhimurium дикого типа в слепой и толстой кишке мышей были обнаружены бактериальные скопления, и бактерии продуцировали карлины. Кроме того, инфицирование приводило к образованию аутоантител против комплексов карлинов и ДНК. Производство аутоантител было связано с попаданием бактериальных амилоидов в системный кровоток.
Изучение состояния коленных суставов животных, зараженных диким штаммом S. Typhimurium, подтвердило их воспаление, а также признаки поражения костей.
«Наши результаты демонстрируют, что карлины служат важным триггером аутоиммунных реакций, – сказала доктор Тукел. – У мышей развитие РА и системного воспаления наблюдалось в течение шести недель после заражения, демонстрируя, что экспрессия белков бактерий в кишечнике может привести к последующим аутоиммунным реакциям».
Наличие определенного белкового комплекса в иммунной системе, а именно HLA B27, является фактором риска развития РА. Ученые отмечают, что присутствие карлинов в микрофлоре кишечника может запускать аутоиммунные реакции, опосредованные HLA B27.
В новых экспериментах исследователи планируют определить, насколько полученные данные можно экстраполировать на людей и способны ли белки-карлины других бактерий, например, кишечной палочки, вызывать аутоиммунные реакции.
Еще одним нерешенным вопросом остается наличие связи бактериальных амилоидов с дегенеративными заболеваниями нервной системы, такими как болезнь Паркинсона и Альцгеймера.
doi.org/10.1371/journal.ppat.1008591
