Ученые установили, что с помощью методики клеточного анализа можно бороться с туберкулезом
Ученые из Нью-Йорка открыли новый метод, который анализирует реакцию отдельных иммунных клеток на бактерии, вызывающие туберкулез. Это открытие может проложить путь к созданию новых стратегий вакцинации от туберкулеза и дать представление о борьбе с другими инфекционными заболеваниями, считают эксперты.
Технология была разработана в лаборатории доктора Дэвида Рассела, профессора биологии инфекций из Колледжа ветеринарной медицины. Соответствующее исследование опубликовано в Journal of Experimental Medicine.
В течение многих лет ученые пыталась разгадать, как микобактерии туберкулеза (MТБ) инфицируют и сохраняются в своих клетках-хозяевах, которые обычно представляют собой иммунные клетки, называемые макрофагами.
Последняя находка лаборатории Дэвида Рассела объединяет два аналитических инструмента, каждый из которых имеет свою задачу:
- использование бактерий-репортеров МТБ, светящихся разными цветами в зависимости от того, насколько они подвержены стрессу в окружающей среде;
- процесс секвирования (установления последовательности нуклеотидов) РНК одной клетки, который создает копии РНК отдельных клеток макрофагов-хозяев.
После заражения мышей светящимися бактериями-репортерами ТБ команда ученых смогла собрать и отсортировать отдельные макрофаги из легких мыши, инфицированные микобактериями туберкулеза. Затем исследователи определили, какие макрофаги способствуют росту микобактерий ТБ («счастливые» бактерии, светящиеся красным бактерии) или содержат микобактерии ТБ, которые вряд ли будут расти («несчастные» бактерии, светящиеся зеленым).
Затем они взяли две отсортированные зараженные популяции макрофагов и прогнали их с помощью анализа секвенирования одноклеточной РНК.
Когда ученые сравнили данные секвенирования отдельных клеток с характеристиками бактерий-репортеров ТБ, они обнаружили почти идеальное соотношение между статусом приспособленности бактерии и профилем транскрипции в клетке-хозяине. Макрофаги, содержащие «несчастные» зеленые бактерии, транслировали гены, которые препятствовали росту бактерий, в то время как макрофаги, содержащие «счастливые» красные бактерии, транслировали гены, которые способствовали росту бактерий.
Исследование также показало, что свойства клеток обусловлены выключением или включением определенных генов с помощью молекулярных переключателей. Это могло бы объяснить, как два набора макрофагов реагируют по-разному на одну и ту же инфекцию.
«Анализ показал, что, когда эти клетки подвергаются воздействию MТБ или вакцинного штамма — через инфекцию или вакцинацию, соответственно — генетическое программирование клеток имеет большое влияние на то, будет ли инфекция подавляться или прогрессировать», — сказал Рассел.
После проведения удачного эксперимента, ученые планирует приступить к поиску новых лекарственных средств, которые можно использовать в сочетании с вакцинами, чтобы помочь иммунной системе пациента защитить организм от туберкулеза.
