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.

Содержание

Интерферон при бактериальной пневмонии, вызванной Klebsiella pneumoniae

Интерфероны I типа необходимы для защиты легких от бактериальной пневмонии. Ученые из Великобритании подтвердили это на примере бактерии Klebsiella pneumoniae, которая вызывает тяжелую пневмонию, сепсис и инфекции мочевыводящих путей.

Защите легких при инфекции K. pneumoniae способствуют инвариантные Т-клетки (MAIT). MAIT – нетрадиционные T-лимфоциты, которые способны быстро обнаруживать присутствие патогенных микроорганизмов на слизистой оболочке дыхательных путей и защищать целостность тканей во время бактериальных и вирусных инфекций.

ИФН I типа управляют активацией и антимикробной функцией клеток MAIT во время бактериальной пневмонии. Раньше считалось, что за активацию клеток MAIT во время бактериальных инфекций отвечает механизм презентации антигена. Ученые из Великобритании показали, что это не так, однако для активации клеток MAIT необходим и достаточен ИФН-I. При инфекции K. pneumoniae интерферон I типа стимулирует клетки MAIT перемещаться из легочной паренхимы в пространства около бронхов и продуцировать белки, отвечающие за цитотоксические функции. Эти белки способствуют уничтожению зараженных клеток и защите от бактериальной пневмонии.

Детали исследования – в статье «Интерфероны I типа необходимы для защиты от бактериальной пневмонии». Исследование опубликовано в журнале Journal of Experimental Medicine.

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 инфекции Хеликобактер пилори

Хеликобактер пилори — бактерия, которая является основной причиной хронического гастрита, язвенной болезни, рака желудка. Хеликобактер пилори вызывает хроническую инфекцию почти у половины людей.

Чтобы защититься от иммунной системы, Хеликобактер блокирует сигналы интерферона в эпителиальных клетках желудка:

  1. В ответ на заражение бактерией Хеликобактер иммунные клетки макрофаги вырабатывают интерферон I типа. Молекулы ИФН-I привлекают в очаг заражения другие иммунные клетки — лимфоциты и дендритные клетки. ИФН-I стимулирует выработку белков, вызывающих воспаление, чтобы справиться с бактерией.
  2. Чтобы защититься от воспаления и избежать реакции иммунной системы, бактерия Хеликобактер лишает эпителиальные клетки желудка возможности принять сигнал интерферона и выработать антибактериальные белки.
  3. В результате работы защитного механизма в очаге поражения образуется область пониженного воспаления, меньшего количества иммунных клеток и белков антибактериальной защиты. В этой области и живут бактерии Хеликобактер. При этом в соседних областях, где эпителий здоровый, наоборот, наблюдается повышенное воспаление и высокая концентрация иммунных клеток.

Детали исследования – в статье «Хеликобактер подавляет работу интерферона, защищаясь от иммунной системы». Исследование опубликовано в журнале Journal of Immunology Research.

Другой механизм защиты Хеликобактер от иммунной системы связан с синтезом молекул интерферона, а не с передачей сигналов, как в предыдущем случае:

  1. Пробиотические бактерии стимулируют иммунные клетки вырабатывать интерферон-бета – под влиянием пробиотиков синтез ИФН-β увеличивается в 400 раз.
  2. Хеликобактер пилори вырабатывает токсин VacA, который блокирует выработку ИФН-β, стимулируемую пробиотиками, и тем самым препятствует запуску адаптивного иммунитета. Добавление Хеликобактер пилори к пробиотическим бактериям в концентрации 1:1 блокирует выработку ИФН-β.
  3. Негативное влияние Хеликобактер нивелируется предварительной обработкой пробиотиком иммунных клеток в течение 3,5 часов. Начиная с концентрации пробиотических бактерий к Хеликобактер 16:1 выработка интерферона-бета восстанавливается до нормального уровня.

Детали обзора – в статье «Как Хеликобактер мешает пробиотикам стимулировать синтез ИФН-β».

Лечение Хеликобактер пилори рекомбинантным интерфероном-α2b

В 2006 году ученые из Российского центра функциональной хирургической гастроэнтерологии исследовали, как системный препарат интерферона-α2b влияет на восстановление после операционного лечения хронического гастрита и язвенной болезни двенадцатиперстной кишки. В исследовании участвовали 49 человек, которым проводилась радикальная дуоденопластика.

Иммунотерапия системным ИФН-α2b в раннем послеоперационном периоде сокращала численность бактерий Хеликобактер: в 3 раза в антральном отделе желудка, в 5 раз – в фундальном. В обоих отделах уровень воспаления снижался в 2 раза.

Детали исследования – в статье «Хеликобактер подавляет работу интерферона, защищаясь от иммунной системы». Исследование опубликовано в «Русском Медицинском Журнале».

Вклад интерферона-гамма в защиту от инфекции Хеликобактер пилори

ИФН-γ необходим для защиты от заражения Хеликобактер пилори, но в то же время стимулирует воспаление желудка, когда заражение уже произошло.

Это подтверждает японское исследование 1999 года на мышах. Мыши, не способные вырабатывать ИФН-γ, на 30% чаще заражались Хеликобактер, чем обычные мыши. Однако через 15 месяцев после заражения у обычных мышей развились эрозии в эпителии желудка, а у мышей, не способных вырабатывать ИФН-γ, не было симптомов воспаления.

Детали исследования – в статье «Хеликобактер подавляет работу интерферона, защищаясь от иммунной системы». Исследование опубликовано в журнале Infection and Immunity.

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.

ИФН-α снижает количество хламидий в инфицированных клетках на 52%, уменьшает их заразность и подавляет рост. Комбинация ИФН-α, ИФН-γ и ФНО-γ более эффективна для лечения хламидий, чем лечение отдельно каждым из них.

Детали исследования – в статье «Интерферон лишает хламидии ресурсов для размножения». Исследование опубликовано в журнале Biomedical Research.

Препараты интерферона показали свою эффективность для местного лечения рецидивов бактериального вагиноза во время беременности. Комбинированная терапия противомикробным препаратом, антибиотиком и интерфероном альфа-2b в 3 раза снижала число рецидивов бактериального вагиноза у беременных. ИФН-α2b улучшал кислотно-щелочной баланс и бактериальный состав влагалища, а также стимулировал антимикробный иммунитет. Местное применение интерферона не приводило к значимым побочным эффектам, требующим отмены препарата.

Детали исследования – в статье «Интерферон альфа снижает частоту рецидивов бактериального вагиноза во время беременности». Исследование опубликовано в журнале «Акушерство, Гинекология и Репродукция».

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 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.

Источники

Наш канал в Telegram:

Статьи по схожим темам: