Эволюционная патология - [42]
Сразу после проникновения в макрофаг бруцеллы располагаются в подкисленном компартменте, который сливается с компонентами ранней стадии эндосомного обмена. Там они переживают окислительный взрыв. Поэтому нет ничего удивительного в том, что в экспериментах они весьма устойчивы к действию факторов внешней среды, хотя с ней сами непосредственно не соприкасаются. Продвижение содержащих бруцеллы вакуолей по эндосомно-лизосомному пути обмена ограничено, и вирулентные штаммы переносятся во внутриклеточный компартмент, обычно называемый репликативной фагосомой. Иногда его еще называют «бруцеллосомой». Репликативные фагосомы возникают в результате обычного клеточного процесса — постоянных взаимодействий между содержащей Brucella вакуолью и эндоплазматическим ретикулумом макрофагов хозяина. Эти репликативные фагосомы не только не сливаются с лизосомами, но и внутри их повышается рH; условия среды становятся более благоприятными для внутриклеточного существования бруцелл (рис. 31).
Недавно было продемонстрировано, что гладкий липополисахарид (ЛПС) В. abortus обладает иммуномодулирующей активностью, которая потенциально помогает бактерии в обеспечении длительного существования в макрофагах хозяина. В частности, эта молекула не разрушается фагоцитами, а переносится к их клеточной поверхности, где она образует макродомены с молекулами МНС класса II. Образование комплекса «МНС класса II — ЛПС» приводит к снижению способности инфицированного хозяина активировать специфичные к антигенам Brucella CD4>+ Т-клетки (Forestier et al., 2000).
Отсутствие этапа слияния с лизосомами сближает репликативный цикл бруцелл с репликативным циклом легионелл (см. рис. 22), и делает его непохожим на репликативный цикл возбудителя сибирской язвы. Бруцеллы имеют совершенно иной набор генов «факторов вирулентности», чем B. anthracis. Большинство из таких идентифицированных генов необходимы не для нанесения микроорганизмом «поражения» фагоцитирующей клетке, а для физиологической адаптации к условиям среды в ее репликативной фагосоме. Например, это гены, кодирующие фермент цитохром-bd-оксидазу, имеющий высокий аффинитет к кислороду и позволяющий бруцеллам выживать в условиях окислительного стресса. Оперон bvrRS Brucella кодирует двухкомпонентную регуляторную систему, контролирующую экспрессию генов, содействующих сохранению целостности клеточной оболочки. Измененные свойства мембраны bvrRS-мутантов В. abortus делают их менее устойчивыми к кислой среде, в которой им приходится находиться в фагосомном компартменте макрофагов хозяина на ранних стадиях инфекции. Обнаружено также, что bvrRS-мутанты В. abortus неспособны достичь репликативной фагосомы (более подробно о таких «факторах вирулентности» см. в работе Roop R. M. et al., 2004).
Для нас в цикле размножения бруцелл в макрофагах важно другое — проглядывающееся многообразие отношений между прокариотами и эукариотическими одноклеточными почвенными обитателями. В отличие от B. anthracis, бруцеллы ведут эндосимбиотический образ жизни в макрофагах и, соответственно, в свободноживущих почвенных амебах, что неизбежно сказывается на клинике вызываемой ими болезни. Бруцеллез — хроническое и длительное страдание, сопровождающееся изнурительной лихорадкой. В настоящее время не существует безопасной и эффективной вакцины, которую можно использовать для предупреждения развития бруцеллеза у людей. Лечение этой болезни антибиотиками требует длительного применения их определенной комбинации. К тому же число случаев возврата болезни после завершения курса антибиотикотерапии достигает 10 % — сложившиеся в архее эндосимбиотические отношения бруцелл с фагоцитирующими клетками пока выше возможностей человека.
Возбудитель туляремии. Экспериментально установлена способность возбудителя этой болезни, F. tularensis, поддерживаться в почвенных простейших A. castellanii (см. рис. 25) и макрофагах (рис. 32).
>А. F. novicida в пределах фагоцитирующей везикулы. Черная полоса соответствует 0.5 мк. Б. Детали фагоцитирующей везикулы, содержащей F. noivicida в пределах макрофага. Характерны небольшие везикулы в пределах крупной везикулы и небольшие светлые везикулы, ассоциированные с наружной поверхностью везикулы (стрелки). Черная полоса соответствует 0.25 мк. В. Фагоцитирующая везикула макрофага, содержащая F. tularensis LVS. Черная полоса соответствует 0.25 мк. Г. Детали фагоцитирующей везикулы, содержащей F. tularensis LVS. Характерным является то, что периплазматическое пространство и наружную мембрану можно различить, так как мембрана ограничена фагоцитирующей везикулой. Черная полоса соответствует 0.25 мк. Везикулы содержат бесформенный или электронно-яркий материал, обычно ассоциированный с содержащими бактерии везикулами. Микроорганизмы обозначены звездочкой (Antony L. et al., 1991).
