Механизмы ускользания бактерий от иммунного ответа

Размещено на http://allbest.ru

Механизмы ускользания бактерий от иммунного ответа

Скворцов Юрий Всеволодович

Лопанцева Софья Сергеевна

Скворцов Всеволод Владимирович

Аннотация

Было установлено, что бактерии разрабатывают различные стратегии, позволяющие им уклоняться от иммунного ответа, что помогает им выживать и размножаться в человеческом организме. Изучив стратегии ускользания, учёные смогут разработать эффективные методы борьбы с различными заболеваниями. Полученные знания могут послужить основой для создания новых вакцин, терапевтических и диагностических инструментов. Этим вопросам посвящена данная статья.

Ключевые слова: бактерии, микроорганизмы, патогены, иммунитет, иммунный ответ, стратегии ускользания, механизмы защиты.

Annotation

It has been found that bacteria develop various strategies to allow them to evade the immune response, which helps them survive and multiply in the human body. By studying escape strategies, scientists will be able to develop effective methods to combat various diseases. The knowledge gained can serve as a basis for the creation of new vaccines, therapeutic and diagnostic tools. This article is devoted to these issues.

Keywords: bacteria, microorganisms, pathogens, immunity, immune response, escape strategies, defense mechanisms.

Прежде, чем будут рассмотрены конкретные механизмы ускользания бактерий от иммунного ответа, необходимо кратко охарактеризовать противобактериальный иммунитет в организме человека.

Антитела

В первую очередь это различные типы антител, такие как IgM и IgG, отвечающие за первичный и вторичный ответы организма на инфекцию, и IgA, присутствующий во всех слизистых организма. Они вырабатываются потомками B-лимфоцитов, а их главная задача - это связывание с антигеном бактерии [1].

Система комплемента

Второй механизм защиты от бактерий - это система комплемента. Она представляет собой комплекс защитных белков, постоянно присутствующий в плазме крови.

В классическом пути активации необходим комплекс антиген-антитело, которое обнаруживается белками системы комплемента. Альтернативный - связывание напрямую со стенкой бактерии [1].

В результате каскадных реакции образуется мембраноатакующий комплекс, который «дырявит» стенку бактерии, вызывая лизис. Реакции системы комплемента осуществляются молекулами на поверхности микроорганизма.

Фагоцитоз

В борьбе с бактериями также участвуют фагоциты. Они привлекаются к области инфекции или воспаления с помощью хемоаттрактантов. Это может быть комплекс антиген-антитело, продукты реакций системы комплемента и цитокины группы хемокинов. В процессе фагоцитоза бактерия поглощается фагоцитом и расщепляется [1].

Механизмы ускользания

Патогенные бактерии используют различные стратегии, чтобы преодолеть перечисленные иммунные реакции организма. Рассмотрим некоторые из механизмов ускользания.

Углеводная капсула

Первая стратегия направлена на камуфляж поверхности бактерии, чтобы воспрепятствовать распознаванию рецепторами иммунитета. Для её экранирования некоторые патогены синтезируют углеводную капсулу, которая ограничивает контакт с рецепторами иммунных клеток человека [2].

Например, капсулы пневмококков (Streptococcuspneumoniae) защищают бактерии не только от распознавания врожденными рецепторами, но и от присоединения к патогену антител и комплемента, а также поглощению фагоцитами, что препятствуют их разрушению.

Вместе с тем капсула может быть токсична для фагоцитов [2].

Антигенные вариации

Еще одной стратегией ускользания от иммунного ответа являются антигенные вариации.

На поверхности бактерий может появиться множество сходных, но различающихся антигенных молекул, которые находятся под контролем независимо переключающихся генов. Другими словами, антигенная структура поверхностных молекул бактерий может претерпеть значительные вариации в процессе иммунного ответа [2].

Примером могут стать Neisseria, вызывающие менингит (Neisseria meningitidis) или гонорею (Neisseria gonorrhoeae). На их наружной мембране расположено 10 отличающихся антигенов, названных Ора-белками (opacity, мутных). Контроль экспрессии каждого из этих белков осуществляется отдельными, независимо переключающимися, генами. В период инфекции множество Ора-белков экспрессируются в многочисленных комбинациях. В результате эффективность антител сильно снижается [2].

Противодействие фагоцитозу

В процессе захвата бактерий фагоциты образуют фагосому, которая постепенно созревает, формируя условия для расщепления бактерий: кислый рН, синтез токсических радикалов кислорода и азота, антимикробных пептидов, дефицит железа, триптофана и пр.

При слиянии с лизосомами на бактерии воздействуют десятки ферментов, направленных на ее разрушение. Таким образом, созревание фагосом является важнейшим механизмом эффективного фагоцитоза, преодоление которого является основной стратегической целью внутриклеточных патогенов [4]. Некоторые бактерии способны выживать и даже размножаться внутри фагоцитов, и ярчайшим представителем является Mycobacterium tuberculosis. При помощи рецепторов на фагоците и системы комплемента микобактерии связываются с мембраной макрофага и фагоцитируются. Внутри клетки микобактерии производят перестройку её фагосомы таким образом, что нарушают процесс слияния с лизосомой для образования фаголизосомы. В таком состоянии бактерии становятся невосприимчивы к гуморальному иммунному ответу, то есть к антителам, системе комплемента и антибактериальным агентам (лизоцим и пр.) [4].

противобактериальный инфекционный иммунитет вакцина

Образование биоплёнки

Некоторые бактерии способны образовывать биоплёнки, которые помогают ускользать от иммунного ответа. Биоплёнка представляет собой множество микроорганизмов, расположенных на какой-либо поверхности, клетки которых прикреплены друг к другу. При этом бактерии погружены в выделяемое ими внеклеточное полимерное вещество - внеклеточный матрикс [3].

Это вещество выполняет функцию механического барьера, который не позволяет клеткам иммунитета эффективно воздействовать на патоген. В частности, матрикс затрудняет проникновение антибактериальных агентов в биопленки, а также защищает бактерии от лейкоцитов человека [3].

Выводы

В данной работе была представлена часть стратегий ускользания бактерий от иммунного ответа. Исследования в этой области имеют решающее значение для понимания сложных взаимодействий между патогенами и иммунной системой человека и позволяют разрабатывать новые методы борьбы с бактериальной инфекцией.

Использованные источники

1. Ап Р., Юсуфович Г.Ф. Взаимодействия патогенных бактерий с врожденными иммунными реакциями хозяина//Инфекция и иммунитет. 2012. Т. 2, N 3. C. 581-596.

2. Abbas A.K., Lichtman A.H., Pillai S., Baker D.L. Cellular and molecular immunology: study smart : Student consult. Cellular and molecular immunology. - 8. ed., internat. ed. - Philadelphia, Pa: Elsevier, Saunders, 2015. - 535 с.

3. Биопленка - «город микробов» или аналог многоклеточного организма? Москва, 2019. C. 149-163.

4. Gordon S. Phagocytosis: An Immunobiologic Process//Immunity, 2016, Vol. 44, Phagocytosis, No. 3, P. 463-475.

Размещено на Allbest.ru