Проказа – инфекционное заболевание, которое поражает кожу и периферические нервы и вызвано микобактерией leprae и, реже, микобактерия lepromatosis. По данным Всемирной организации здравоохранения, было драматическое уменьшение в глобальном бремени болезни за прошлые несколько десятилетий: от 5,2 миллионов человек с проказой в 1985 до 176 176 в конце 2015.Несмотря на болезнь, известную о в течение тысяч лет – многие люди сначала услышат об этом через ссылки в Библии – очень мало понято о ее биологии.
Это частично, потому что бактерии трудно вырастить в культуре и нет никаких хороших моделей животных:M. leprae могут вырасти в разбойниках мышей, но не вызывают повреждение нервов; болезнь вызывает повреждение нервов в armadillos, но эти животные редко используются в исследовании.Теперь, международная команда во главе с исследователями в Кембриджском университете, Великобритания, и Вашингтонский университет, Калифорнийский университет Лос-Анджелес и Гарвардский университет, США, использовала новую модель животных, данио-рерио, чтобы показать впервые, как M. leprae повреждают нервы, пропитывая самые клетки, которые предназначаются, чтобы защитить нас. Данио-рерио уже используется, чтобы изучить другую разновидность микобактерий, помочь понять туберкулез (TB).Ученые ранее показали, что повреждение нервов при проказе вызвано демонтажом далеко защитной изоляции, миелиновых ножен, которые защищают нервные волокна, но считалось, что этот процесс произошел, потому что бактерии проникли внутрь ячеек Schwann, клеток специалиста, которые производят миелин.
В новом исследовании, изданном сегодня в журнале Cell, исследователи использовали данио-рерио, который был генетически модифицирован так, чтобы их миелин был флуоресцентным зеленым; молодой данио-рерио самостоятельно прозрачен, и таким образом, исследователи могли более легко наблюдать то, что происходило с нервными клетками. Когда они ввели бактерии близко к нервным клеткам данио-рерио, они заметили, что бактерии обосновались на нерве, развивая подобные пончику ‘пузыри’ миелина, который отделил от миелиновых ножен.
Когда они исследовали эти пузыри более тесно, они нашли, что были вызваны M. leprae бактерии в макрофагах – буквально ‘большие едоки’, иммуноциты, которые потребляют и разрушают инородные тела и нежелательный материал в теле. Но, как также часто имеет место с TB, M. leprae потреблялся макрофагами, но не разрушался.
«Они ‘Pac-человек подобные ‘ иммуноциты глотают бактерии проказы, но не всегда в состоянии разрушить их», объясняет профессор Лалита Рамакриснан от Отдела Медицины в Кембриджском университете, лаборатория которого в Лаборатории Совета по медицинским исследованиям Молекулярной биологии. «Вместо этого Макрофаги – который должен перемещаться вверх и вниз по убыткам возмещающего нервного волокна – замедляются и располагаются в месте, разрушая миелиновые ножны».Профессор Рамакришнэн, работающий с доктором Крессидой Мадиган, профессором Альваро Сагасти и другими коллегами, подтвердил, что это имело место, выводя из строя макрофаги и показывая, что, когда бактерии сидят непосредственно на нервах, они не повреждают миелиновые ножны.
Команда далее продемонстрировала, как это повреждение происходит. Молекула, известная как PGL-1, который сидит на поверхности M. leprae, ‘повторно программирует’ макрофаг, заставляя его перепроизвести потенциально разрушительную форму химической азотной окиси, которая повреждает митохондрии, ‘батареи’ та власть нервы.
«Бактерии проказы, по существу, угоняют важный механизм ремонта и заставляют его спутываться», говорит профессор Рамакришнэн. «Это тогда начинает извергать ядохимикаты. Мало того, что это прекращает возмещать убытки, но и это создает самого больше повреждения».
«Мы знаем, что иммунная система может привести к повреждению нервов – и в особенности к миелиновым ножнам – при других болезнях, таких как рассеянный склероз и синдром Гийена-Барре», говорит доктор Крессида Мадиган из Калифорнийского университета, Лос-Анджелес. «Наше исследование, кажется, помещает проказу в ту же самую категорию этих болезней».Исследователи говорят, что слишком рано, чтобы сказать, приведет ли это исследование к новому лечению. Есть несколько наркотиков, проверяемых, которые запрещают производство азотной окиси, но, говорит профессор Рамакришнэн, ключ может быть должен подхватить болезнь на достаточно раннем этапе, чтобы предотвратить повреждение нервных клеток.«Мы должны думать о вырождении против регенерации», говорит она. «В данный момент проказу может лечить комбинация наркотиков.
В то время как они преуспевают в том, чтобы убить бактерии, когда-то повреждение нервов было сделано, это в настоящее время необратимо. Мы хотели бы понять, как изменить это. Другими словами, в состоянии мы, чтобы предотвратить повреждение нервных клеток во-первых, и мы можем дополнительно сосредоточиться на восстановлении поврежденных нервных клеток?»