Голод и обезвоживание снизили активность фагоцитов при резистентной инфекции у мышей

Американские ученые выяснили, что длительное обезвоживание и недостаточность питания приводят к повышению смертности у мышей, зараженных метициллинрезистентным золотистым стафилококком (MRSA), через увеличение бактериальной нагрузки и увеличение количества макрофагов в почках. Однако функциональность этих клеток снижается, и они не могут противостоять инфекции из-за низкой фагоцитарной активности. Статья опубликована в Science Advances.

У пациентов с обезвоживанием риск смерти в шесть раз выше, чем у тех, кто не страдает от обезвоживания. А недостаточное питание связано с повышенными показателями смертности и заболеваемости, длительным пребыванием в больницах и увеличением больничных расходов. При этом мало что известно о механистических связях обезвоживания и недостаточного питания с тяжестью резистентных инфекций, в частности MRSA, который устойчив ко всем лицензированным антистафилококковым препаратам. Учитывая, что в больничных условиях широко распространены как резистентные микроорганизмы, так и пациенты с обезвоживанием и недостаточностью питания, изучение этой связи будет актуально для клинической практики.

Группа ученых под руководством Виктора Торреса (Victor Torres) из Нью-Йоркского университета изучила на мышах, как именно обезвоживание и недостаточное питание влияют на чувствительность к резистентным бактериям. Чтобы непосредственно исследовать роль снижения веса в повышении восприимчивости к инфекции MRSA, ученые давали мышам только 50 процентов от их ежедневной нормы потребления калорий и воды на протяжении 10 дней. На четвертый день у мышей наблюдался повышенный уровень гематокрита, что указывает на обезвоживание. После 10-дневного периода дефицита мышам в течение двух дней давали пищу и воду в неограниченном количестве.

Все экспериментальные мыши, зараженные MRSA, погибли от инфекции, в то время как только 46 процентов контрольных животных умерли от той же инфекции. Примечательно, что мыши, которых повторно кормили и поили в течение семи дней, теряли чувствительность к заражению MRSA. У обезвоженных и голодных мышей через 24 и 72 часа после заражения наблюдалась повышенная бактериальная нагрузка во многих органах по сравнению с контрольными группами, при этом наибольшая бактериальная нагрузка наблюдалась в почках, где образовывались абсцессы.

Общий анализ крови показал, что обезвоживание и голод приводили к существенному снижению уровня лейкоцитов — нейтрофилов, моноцитов и лимфоцитов. Анализ клеточной популяции в костном мозге экспериментальных мышей выявил значительное снижение количества нейтрофильных (CD11b+Ly6G+) клеток по сравнению с контрольными мышами. Гистологическое исследование показало, что в почках зараженных обезвоженных и голодных мышей количество нейтрофилов, ассоциированных с бактериальными очагами, было значительно выше по сравнению с мышами из контрольной группы, при этом не было существенной разницы между количеством макрофагов или моноцитов.

В целом, ученые наблюдали большое количество фагоцитов в почках голодных и обезвоженных мышей. Исходя из того, что в почках также наблюдалась огромная концентрация микробных частиц, исследователи пришли к выводу, что фагоциты не способны бороться с бактериями так же хорошо, как это происходит у контрольных мышей. Анализ клеток костного мозга на фагоцитоз не показал разницы в уровне и активности фагоцитоза нейтрофилов между двумя группами. Однако селезеночные макрофаги голодных и обезвоженных мышей не были способны фагоцитировать MRSA на том же уровне, что и контрольные спленоциты. Эти наблюдения позволяют предположить, что у обезвоженных и голодных мышей нарушена фагоцитарная способность макрофагов. Кроме того, у этих макрофагов нарушилась и функция эффероцитоза — процесса поглощения и переработки погибших клеток, — который считается крайне важным для устранения инфекции.

Хотя ученым не удалось точно идентифицировать медиатор, ответственный за дисфункцию макрофагов у голодных и обезвоженных мышей, они пришли к выводу, что этот медиатор связан с плазменными факторами. В целом, это исследование наиболее полно на сегодняшний день описывает механистические связи между обезвоживанием и недостаточностью питания и чувствительностью и течением MRSA-инфекции. Его результаты могут послужить основой для разработки новых методов патогенетической терапии резистентных инфекций.

MRSA водится не только в больницах, иногда его находят на коже обычных людей. Как выяснили шведские ученые, от тяжелой инфекции в таком случае защищают клетки нижних слоев кожи, которые выделяют провоспалительный цитокин, привлекающий иммунные клетки.