Гонка микровооружений
Аборигены высокогорных районов Новой Гвинеи издавна страдали болезнью куру — судороги и головные боли сменялись неостановимой дрожью и мучительной смертью. Бедные жертвы и представить себе не могли, что причиной тому их рацион. Только с приходом европейских исследователей удалось выяснить, насколько опасно питаться плохо прожаренными мозгами своих родственников. Культурная традиция местных племен предполагала запекание деликатеса в бамбуковой посуде, что не обеспечивало достаточной температуры для уничтожения инфекционного агента. Впрочем, убить источник инфекции — прионы — было невозможно: они и так неживые.
Прионы — это белковые молекулы, не содержащие нуклеиновых кислот, поэтому отнести их к форме жизни сложно. Однако, попадая в наш организм, они способны размножаться — перестраивать здоровые белки в аналогичные себе, которые, накапливаясь в тканях мозга, вызывают их отмирание. Мозг жертвы медленно превращается в пористую массу, зарастая белковыми бляшками, замещающими нервную ткань. У животных это вызывает различные виды губчатых энцефалопатий, самые известные из которых — коровье бешенство, в 1980-е годы вызвавшее в Великобритании гибель около 200 тыс. голов крупного рогатого скота, и овечья трясучка. У людей прионы помимо болезни куру вызывают целый класс нейродегенеративных заболеваний, от болезни Крейтцфельдта—Якоба до фатальной семейной бессонницы — наследственной болезни, поражающей таламус.
Забавная шутка природы: прионы не чужие нам, это лишь аномальная третичная структура циркадных белков. Их здоровая форма отвечает за суточные ритмы — работу наших внутренних часов. А те же самые белки, по-другому уложенные в пространстве, неспешно превращают наш мозг в губку, отсчитывая время до мучительной смерти. Летальность прионных болезней — 100%. И хотя уже в 2006 году была создана генно-модифицированная корова, не содержащая уязвимых к прионам белков, лекарств для человека нет до сих пор. Их создание крайне затрудняет идентичность химического состава прионов здоровым белкам нашего мозга.
Прионы — яркий пример того, насколько оригинальными могут быть инфекционные агенты. Но и более массовые инфекции не менее изобретательны. Ведь им надо научиться проходить через многоэшелонную оборону нашей иммунной системы. При попадании патогена в организм первой срабатывает система врожденного иммунитета. Начавшееся воспаление обеспечивает приток крови к месту поражения, высвобождающиеся интерфероны угнетают вирусы, система комплемента разрушает бактериальные клетки и привлекает иммунные: лейкоциты, фагоциты, тучные клетки, базофилы, эозинофилы и естественные клетки-киллеры. Их задача — захватить, уничтожить и переварить чужаков. Особую роль играют клетки, отвечающие за приобретенный иммунитет: лимфоциты. После перенесенной инфекции они запоминают «в лицо» отъявленные патогены и обеспечивают при повторном инфицировании более быстрый и точный ответ.
Туберкулезная палочка успешно создает формы, устойчивые к лекарствам
Legion-Media
В ответ бактерии учатся маскироваться. Некоторые наловчились закутываться в углеводную капсулу, прячущую их от контакта с рецепторами клеток хозяина. Так, например, действуют бактерии, вызывающие менингит. Другой вариант маскировки — постоянная смена «имиджа». Многим знакомая Neisseria gonorrhoeae, вызывающая гонорею, несет на своей наружной мембране 10 различных антигенов, за которые отвечают независимо переключающиеся гены. Во время заражения хозяина антигены экспрессируются в многочисленных комбинациях, запутывая иммунную систему.
Если же замаскироваться не удалось, приходится противостоять фагоцитозу — поглощению и перевариванию чуждых клеток. Оказалось, что успешные патогены выработали меры противодействия всем шести этапам фагоцитоза. Например, сальмонелла просверливает специальным шприцем стенку клетки хозяина и впрыскивает в нее вещества, нейтрализующие клеточный иммунитет.
Адаптации бактерий к фагоцитозу способствует их тренировка на эволюционных предках макрофагов. Миллиарды лет соседства с протозойными хищниками — амебами помогли бактериям отработать навыки защиты. А свободноживущие амебы в эпидемических процессах среди людей играют роль «троянского коня», позволяющего микроорганизмам преодолеть первую линию обороны нового хозяина.
Многие бактерии, например стафилококки, стрептококки и другие, напрямую инактивируют компоненты сложной системы комплемента, предназначенной для их растворения.
Читать дальше
