Взаимоотношения человека и бактерий очень разные. Одни бактерии полезны для человека: они помогают усваивать пищу, стимулируют иммунитет, защищают от вредных воздействий. Другие бактерии — нейтральны для здоровья: они просто живут на нашей коже и не мешают. А третьи вызывают болезни разной степени тяжести.
Функции системы интерферона (ИФН, IFN) в защите человека от бактериальных инфекций неоднозначны, мало изучены и во многом остаются загадочными. Интерфероны могут усиливать или ослаблять болезнь в зависимости от вида бактерии, стадии болезни, пути заражения или особенностей организма.
Интерферон при хламидийной инфекции
Хламидии — род бактерий, чаще всего поражающих мочеполовую систему. Они нарушают естественный бактериальный баланс слизистых и являются причиной уретритов, вагинитов и вагинозов.
Клетки организма вырабатывают интерферон в ответ на проникновение в них хламидий. Молекулы интерферона не только привлекают в очаг поражения иммунные клетки-фагоциты для уничтожения бактерий, но и меняют биохимию зараженной клетки для противодействия инфекции.
В 2005 году японские ученые из университета Окаямы исследовали влияние человеческого интерферона на рост хламидий в эпителиальных клетках. В своем эксперименте исследователи показали, что ИФН замедляет рост хламидий. Под воздействием интерферона в зараженной клетке уменьшается количество незаменимой аминокислоты триптофана, а без триптофана хламидии размножаться не могут. Также под воздействием ИФН уменьшается доступность в клетке железа, что тоже не дает развиваться инфекции.
Препараты интерферона показали свою эффективность для местного лечения рецидивов бактериального вагиноза во время беременности.
Интерферон при сальмонеллезе
Сальмонеллы — род желудочно-кичешных бактерий, вызывающих острое инфекционное заболевание — сальмонеллез. Сальмонеллы способны выживать внутри иммунных клеток-фагоцитов, которые борются с чужеродными генетическими формами. Эти бактерии используют систему ИФН, чтобы получить дополнительное преимущество для размножения. Американские ученые из университета Мэриленда исследовали этот механизм.
Ученые наблюдали за развитием инфекции в иммунных клетках двух типов. Одна группа клеток была восприимчива к молекулам интерферона, другая группа клеток — нет. Эксперимент показал, что иммунные клетки из первой группы под воздействием ИФН живут дольше и в них активно размножаются бактерии. Такие клетки умирают от некроза, бактерии свободно выходят наружу и заражают другие клетки.
Вторая группа клеток не воспринимала сигналы ИФН. У этих клеток при заражении сальмонеллами запускался процесс запрограммированной гибели. Причем погибала не только сама клетка, но и находящиеся в ней бактерии. В этом случае инфекция не развивалась.
Ученые предполагают, что потенциально лечить сальмонеллез можно антителами к интерферону. Антитела будут способствовать уничтожению молекул интерферона и препятствовать размножению бактерий.
Интерферон при бактериальной пневмонии — легионеллезе
Болезнь легионеров — тяжелая форма пневмонии, вызванная бактерией рода легионелл. Бактерии проникают в фагоциты и формируют специальное образование — вакуоль, которое скрывается от защитной системы фагоцита.
В 2009 году коллектив ученых из США и Австрии в серии исследований продемонстрировал, что система интерферона способствует подавлению инфекции. В одном из экспериментов ученые показали, что интерферон 2 типа (ИФН-2) способствует выработке оксида азота, который разрушает вакуоль и уничтожает бактерии.
В 2016 году международный коллектив ученых из Германии, Великобритании,Швейцарии и Австралии продолжил исследовать роль ИФН при болезни легионеров. Ученые обнаружили другой механизм системы интерферона для подавления легионелл. Было установлено, что интерфероны 1 типа (ИФН-1) стимулируют производство в зараженной клетке итаконовой кислоты. Итаконовая кислота обладает бактерицидным действием для легионелл.
Исследователи предполагают, что препараты интерферона будут эффективны для борьбы с лекарственно-устойчивыми бактериями.
Интерферон при туберкулезе
Туберкулез входит в десятку причин смертности в мире. По данным Всемирной организации здравоохранения, от туберкулеза в 2019 году умерло больше людей, чем от других инфекций.
Возбудитель заболевания, микобактерия туберкулеза, разрушает защитные программы фагоцитов, делает их внутриклеточную среду пригодной для выживания и манипулирует иммунным ответом. Такая стратегия микобактерии усложняет работу системы интерферона, поэтому в одних случаях ИФН подавляет инфекцию, а в других стимулирует.
ИФН-1 стимулируют развитие туберкулеза у заболевших людей и инфицированных людей с ослабленным иммунитетом.
В 2010 году ученые из США и Великобритании иследовали состав крови 393 людей с активной формой туберкулеза, латентной (скрытой) формой и здоровых добровольцев. Исследование показало, что у инфицированных и больных туберкулезом была повышена активность генов ИФН-1. Причем по мере успешного лечения у пациентов уменьшалась активность этих генов. Ученые предполагают, что люди с высокой активностью ИФН-1 предрасположены к туберкулезу.
Эту идею поддерживают наблюдения врачей из Японии, Италии, Бразилии, Израиля, которые с 2006 года регистрируют случаи перехода туберкулеза из латентной формы в активную у людей, лечащихся ИФН-1 от гепатита С.
Возможная причина такой работы системы интерферона 1 типа в том, что она подавляет защитные механизмы от микобактерий туберкулеза. Один из таких эффектов в 2017 году продемонстрировали ученые из Китая и США. На мышиной модели ученые показывали, что микобактерии стимулируют активность ИФН-1, который, в свою очередь, препятствует выработке белков, проявляющих бактерицидную активность.
Ученые предполагают, что для лечения туберкулеза подойдут препараты, снижающие выработку ИФН-1 в организме.
ИФН-1 способствуют лечению туберкулеза при лекарственной устойчивости инфекции и увеличивает эффективность противотуберкулезной вакцины БЦЖ.
В 2013 году греческие врачи из университета Аристотеля в Салониках использовали ИФН-1 для успешного лечения пациента с активным туберкулезом. Предыдущие 8 месяцев традиционной терапии туберкулеза у этого пациента были безрезультатными. Пациент выздоровел через 2 месяца после комбинированного лечения ИФН-1 с антимикобактериальными химиопрепаратами. В течение следующих 4 лет рецидивов инфекции у пациента не было.
Пользу ИФН-1 при использовании противотуберкулезной вакцины БЦЖ исследуют ученые разных стран. Например, мексиканские ученые в 2017 году продемонстрировали, что ИФН-1 усиливает защитное действие вакцины БЦЖ, способствуя выработке антимикобактериальных молекул.
Первоисточники
- Inhibition of chlamydia trachomatis growth by human interferon-α: mechanisms and synergistic effect with interferon-γ and tumor necrosis factor-α
- Vaginal biocenosis in pregnant women with recurrent bacterial vaginosis after treatment with recombinant human interferon alpha-2b
- Salmonella Typhimurium Co-Opts the Host Type I IFN System To Restrict Macrophage Innate Immune Transcriptional Responses Selectively
- Interferons Direct an Effective Innate Response to Legionella pneumophila Infection
- IFNs Modify the Proteome of Legionella-Containing Vacuoles and Restrict Infection Via IRG1-Derived Itaconic Acid
- Доклад о глобальной борьбе с туберкулезом 2019
- An Interferon-Inducible Neutrophil-Driven Blood Transcriptional Signature in Human Tuberculosis
- The association of interferon with the development of pulmonary tuberculosis
- Deficiency of the AIM2–ASC Signal Uncovers the STING-Driven Overreactive Response of Type I IFN and Reciprocal Depression of Protective IFN-γ Immunity in Mycobacterial Infection
- The effect of combination IFN-alpha-2a with usual antituberculosis chemotherapy in non-responding tuberculosis and diabetes mellitus: a case report and review of the literature
- IFN-α Boosting of Mycobacterium bovis Bacillus Calmette Güerin-Vaccine Promoted Th1 Type Cellular Response and Protection against M. tuberculosis Infection
