Раскрыт секрет опасности российского возбудителя туберкулеза

Российские ученые обнаружили особенности белкового состава высоковирулентного и устойчивого к лекарствам штамма возбудителя туберкулеза, который широко распространен в России и некоторых других постсоветских странах. Результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports.

На территории РФ присутствуют три основных генетических линии туберкулезной микобактерии (Mycobacterium tuberculosis): Ural, LAM и Beijing. Недавние исследования показали, что более половины обнаруженных в стране штаммов принадлежат к линии Beijing, причем четверть из них входит в клональный кластер Beijing B0/W148. Представители этого кластера отличаются высокими контагиозностью (способностью к передаче) и частотой устойчивости к большинству антибиотиков, а также улучшенной способностью выживать в человеческих макрофагах (иммунных клетках, поглощающих патогены). Какие биохимические особенности придают им эти свойства, до сих пор известно не было.

Сотрудники Федерального научно-клинического центра физико-химической медицины, Московского физико-технологического института, Петербургских НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера и фтизиопульмонологии провели анализ протеома семи штаммов Beijing B0/W148 и сравнили его с референсным лабораторным штаммом H37Rv. В общей сумме они идентифицировали 1868 белков Beijing B0/W148 (из них 1176 присутствовали во всех штаммах) и 1560 белков H37Rv.

Среди них 17 оказались уникальными для Beijing B0/W148 и 57 — для H37Rv. Кроме того, ученые обнаружили существенные различия в уровне экспрессии еще 192 белков (24 из них у Beijing B0/W148 присутствовали в избытке, а 168 — в недостатке по сравнению с H37Rv), что суммарно дало разницу в экспрессии 266 белков.

Анализ этих белков показал, что у Beijing B0/W148 повышен уровень ферментов, синтезирующих длинноцепочечные жирные кислоты, и понижен — расщепляющих эти соединения. Также у этих штаммов наблюдался высокий уровень белка HsaA, участвующего в утилизации стероидов. Эти особенности могут объяснить повышенную контагиозность и выживаемость в макрофагах Beijing B0/W148: микобактерия использует длинноцепочечные жирные кислоты для синтеза миколовой кислоты, которая укрепляет бактериальную стенку, а ее производные подавляют активность макрофагов.

Кроме того, ученые подтвердили крайне низкий уровень белка SseA, характерный для всех типичных («современных») представителей Beijing. Недостаток этого белка может приводить к усиленному окислительному повреждению ДНК бактерии и, как следствие, накоплению мутаций, способствующих развитию устойчивости к противотуберкулезным средствам.

Туберкулез — одна из самых распространенных и опасных инфекций. По данным Всемирной организации здравоохранения, в 2014 году туберкулезом болели девять миллионов жителей Земли, а 1,5 миллиона человек умерли от него. Россия принадлежит к 22 наиболее пораженным странам, в которых наблюдается 80 процентов всех случаев заболевания — в нашей стране ежегодно регистрируется 80 новых случаев туберкулеза на 100 тысяч человек.

Ранее ученые выяснили, почему риск заболеть туберкулезом значительно повышен у курильщиков, а также связали его появление с освоением огня древними людьми. Сотрудникам Университета Джонса Хопкинса удалось получить данные, которые позволят синтезировать специфичные в отношении микобактерий антибиотики, что может помочь в борьбе с их лекарственной устойчивостью.

Олег Лищук