Tuberkuloosibakterid võivad immuunvastuse üleelamiseks "teeduda surnut"

Vaktsiin kaitseb igal aastal enam kui 100 miljonit imikut tuberkuloosi (TB) raskete vormide, sealhulgas imikutel tekkida võiva surmava ajuturse eest. Kuid sama vaktsiin ei hoia ära täiskasvanutel levinumat tuberkuloosi vormi, mis ründab kopse. See võimaldab haigusel jääda maailma surmavaimaks nakkushaiguseks, tappes igal aastal 1,25 miljonit inimest.

Enamiku uuringute kohaselt tekitab praegune tuberkuloosivaktsiin võimsa immuunvastuse. Kuid immuunsuse standardsed näitajad ei ennusta täiskasvanutel kaitset. Seega võtsid Tuftsi ülikooli Cummingsi veterinaarmeditsiini kooli, Utah' ülikooli, Harvardi TH Chani rahvatervise kooli ja Texase A&M ülikooli teadlased kasutusele uue lähenemisviisi – nad uurisid, kuidas tuberkuloosibakter pääseb mööda immuunsüsteemist, mis on ette valmistatud seda hävitama.

Nende hiirte geneetiline uuring, mis avaldati hiljuti ajakirjas npj Vaccines, näitas, et tuberkuloosibakterid suudavad immuunvastuse üleelamiseks sisuliselt "surnut mängida".

Tuberkuloosi tuntakse ka ajaloolise nimetuse, tarbimise, järgi – see termin peegeldab haiguse aeglast, kurnavat ja sageli surmaga lõppevat progresseerumist.

„Tuberkuloosi ennetamise järele on pakiline vajadus, sest ravi üksi ei peata selle levikut,“ ütleb Amanda Martino, MD, MPH, PhD, Cummingsi veterinaarmeditsiini kooli dotsent ja uuringu kaasautor. „Kui tuberkuloosiravimid muutusid enam kui 60 aastat tagasi kättesaadavaks, vähenes juhtumite arv kogu maailmas dramaatiliselt. Kuid tuberkuloos on HIV-epideemiaga tagasi tulnud ja muutub traditsiooniliste antibiootikumide suhtes üha resistentsemaks. Nüüd on resistentse tuberkuloosi raviks saadaval vaid mõned uued ravimid, mistõttu on seda palju raskem ravida.“

Erinevalt teistest hingamisteede haigustest, nagu gripp või COVID-19, mida põhjustavad viirused ja mille vaktsiinide sagedaste mutatsioonide tõttu tuleb pidevalt uuendada, põhjustab tuberkuloosi väga geneetiliselt stabiilne bakter Mycobacterium tuberculosis. Teoreetiliselt tähendab see, et haigust peaks vaktsiiniga olema lihtne ennetada.

Oma uuringus kasutas meeskond transposoonide sisestamise sekveneerimise (TnSeq) tehnikat, et teha kindlaks, milliseid geene bakterid neljas hiirte rühmas ellujäämiseks vajavad.

• Esimest rühma vaktsineeriti olemasoleva vaktsiiniga (mis töötati välja üle 100 aasta tagasi lehmade tuberkuloosi tüvest).
• Teine sai eksperimentaalse vaktsiini, mis põhines inimese tuberkuloosi tüvel, mille prekliinilised uuringud on näidanud, et see kutsub esile tugevama immuunvastuse.
• Kolmas rühm oli eelnevalt tuberkuloosiga nakatunud ja seejärel antibiootikumidega ravitud.
• Neljas rühm (kontrollrühm) polnud kunagi vaktsiini ega nakkusega kokku puutunud.

Teadlased eeldasid, et leiavad võtmegeenid, mida bakterid vaktsineeritud peremeesorganismides ellujäämiseks kasutavad, ja tõepoolest leidsid nad mitu potentsiaalset sihtmärki tulevastele vaktsiinidele. Kuid suurim üllatus oli geenid, mida bakterid pärast vaktsineerimist või nakatumist ei vajanud.

„Meid üllatas eriti see, et teatud geenid, mis on tavaliselt bakterite kiireks kasvuks ja tõsise tuberkuloosiinfektsiooni tekitamiseks olulised, ei olnud nii vajalikud, kui bakterid nakatavad organismi juba olemasoleva immuunvastusega – olgu see siis vaktsineerimisest või varasemast infektsioonist,“ ütles Martino.

Selle asemel leidsid teadlased, et tuberkuloosibakterid vahetavad oma strateegiat, tuginedes teistele geenidele, mis aitavad neil stressiga toime tulla ja ebasoodsas keskkonnas "külmuda".

„Kahtlustame, et bakterid on justkui „peidus”, vaikides, kuni immuunvastus nõrgeneb – olgu selleks vaktsiini efektiivsus, HIV või muud tegurid,“ selgitab Allison Carey, Utah' ülikooli dotsent ja uuringu kaasautor.

Need leiud võivad aidata teadlastel luua ravimeid, mida saab vaktsiinide kõrval kasutada, et aidata immuunsüsteemil tuberkuloosi peidupaigast "välja suitsetada".

Meeskond leidis ka, et erinevad vaktsiinid või nende manustamisviis muudavad, milliseid geene tuberkuloos ellujäämiseks vajab. See näitab, et erinevad vaktsiinid avaldavad bakteritele erinevat survet ja avavad tee uutele, tõhusamatele vaktsiini ja võimendusdoosi kombinatsioonidele.

„See bakter on uskumatult hästi kohanenud immuunsüsteemis ellujäämiseks,“ ütleb Martino. „See on inimesi nakatanud juba Vana-Egiptusest saadik. TB ületamiseks ja selle globaalse hädaolukorra kontrolli alla saamiseks on vaja rohkem uuringuid.“