Tuberkuloosibakteerit voivat "tekee kuollutta" selviytyäkseen immuunivasteesta

Rokote suojaa vuosittain yli 100 miljoonaa lasta vakavilta tuberkuloosin (TB) muodoilta, mukaan lukien tappavalta aivojen turvotukselta, jota voi kehittyä vauvoilla. Sama rokote ei kuitenkaan estä yleisempää tuberkuloosin muotoa aikuisilla, joka hyökkää keuhkoihin. Tämän vuoksi tauti on edelleen maailman tappavin tartuntatauti, joka tappaa 1,25 miljoonaa ihmistä vuodessa.

Useimpien tutkimusten mukaan nykyinen tuberkuloosirokote tuottaa voimakkaan immuunivasteen. Mutta immuniteetin tavanomaiset mittaukset eivät ennusta suojaa aikuisilla. Niinpä Tuftsin yliopiston Cummingsin eläinlääketieteellisen tiedekunnan, Utahin yliopiston, Harvardin TH Chanin kansanterveystieteen tiedekunnan ja Texas A&M -yliopiston tutkijat ottivat käyttöön uuden lähestymistavan – he tutkivat, miten tuberkuloosibakteeri kiertää immuunijärjestelmän, joka on valmis tuhoamaan sen.

Heidän hiirigeneesitutkimuksensa, joka julkaistiin hiljattain npj Vaccines -lehdessä, osoitti, että tuberkuloosibakteerit voivat käytännössä "leikkiä kuollutta" selviytyäkseen immuunivasteesta.

Tuberkuloosi tunnetaan myös historiallisella nimellään consum, joka kuvaa taudin hidasta, heikentävää ja usein kuolemaan johtavaa etenemistä.

”Tuberkuloosin ennaltaehkäisylle on kiireellisesti tarvetta, koska pelkkä hoito ei pysäytä sen leviämistä”, sanoo Amanda Martino, lääketieteen tohtori, kansanterveystieteiden maisteri, filosofian tohtori, Cummingsin eläinlääketieteen tiedekunnan apulaisprofessori ja tutkimuksen toinen kirjoittaja. ”Kun tuberkuloosilääkkeet tulivat saataville yli 60 vuotta sitten, tapaukset laskivat dramaattisesti ympäri maailmaa. Mutta tuberkuloosi on palannut HIV-epidemian myötä ja siitä on tulossa yhä resistenttimpi perinteisille antibiooteille. Nykyään resistentin tuberkuloosin hoitoon on saatavilla vain muutamia uusia lääkkeitä, mikä tekee sen parantamisesta paljon vaikeampaa.”

Toisin kuin muut hengitystiesairaudet, kuten influenssa tai COVID-19, jotka johtuvat viruksista ja vaativat jatkuvaa rokotteiden päivitystä niiden toistuvien mutaatioiden vuoksi, tuberkuloosin aiheuttaa geneettisesti erittäin vakaa bakteeri, Mycobacterium tuberculosis. Teoriassa tämä tarkoittaa, että taudin pitäisi olla helppo ehkäistä rokotteella.

Tutkimuksessaan tiimi käytti transposonien insertion sekvensointia (TnSeq) tekniikkaa määrittääkseen, mitä geenejä bakteerit tarvitsivat selviytyäkseen neljässä hiiriryhmässä.

• Ensimmäinen ryhmä rokotettiin olemassa olevalla rokotteella (joka kehitettiin yli 100 vuotta sitten lehmien tuberkuloosikannasta).
• Toinen sai kokeellisen rokotteen, joka perustui ihmisessä esiintyvään tuberkuloosikantaan, jonka prekliiniset tutkimukset ovat osoittaneet aiheuttavan voimakkaamman immuunivasteen.
• Kolmas ryhmä oli aiemmin saanut tuberkuloositartunnan ja sitten saanut antibioottihoitoa.
• Neljäs ryhmä (kontrolliryhmä) ei ollut koskaan altistunut rokotteelle tai infektiolle.

Tutkijat odottivat löytävänsä avaingeenejä, joita bakteerit käyttävät selviytyäkseen rokotetuissa isännissä, ja todellakin he löysivät useita potentiaalisia kohteita tuleville rokotteille. Suurin yllätys oli kuitenkin geenit, joita bakteerit eivät tarvinneet rokotuksen tai infektion jälkeen.

”Olimme erityisen yllättyneitä siitä, että tietyt geenit, jotka ovat normaalisti tärkeitä bakteerien nopealle kasvulle ja vakavan tuberkuloosi-infektion aiheuttamiselle, eivät olleetkaan yhtä välttämättömiä, kun bakteerit tartuttavat kehoon, jolla on ennestään olemassa oleva immuunivaste – olipa se sitten rokotuksesta tai aiemmasta infektiosta peräisin”, Martino sanoi.

Sen sijaan tutkijat havaitsivat, että tuberkuloosibakteerit vaihtavat strategiaansa luottaen muihin geeneihin, jotka auttavat niitä selviytymään stressistä ja "jäätymään" epäsuotuisassa ympäristössä.

”Epäilemme, että bakteerit ikään kuin ’piiloutuvat’, pysyttelevät hiljaa, kunnes immuunivaste heikkenee – joko rokotteen tehon, HIV:n tai muiden tekijöiden vuoksi”, selittää Allison Carey, Utahin yliopiston apulaisprofessori ja tutkimuksen toinen kirjoittaja.

Nämä löydökset voisivat auttaa tiedemiehiä luomaan lääkkeitä, joita voidaan käyttää rokotteiden rinnalla auttamaan immuunijärjestelmää "savustamaan" tuberkuloosin sen piilopaikoista.

Tutkimusryhmä havaitsi myös, että eri rokotteet tai niiden antotapa muuttavat tuberkuloosin selviytymiseen tarvittavien geenien määrää. Tämä osoittaa, että eri rokotteet rasittavat bakteereja eri tavoin ja avaa tien uusille, tehokkaammille rokote-tehosteyhdistelmille.

”Tämä bakteeri on uskomattoman hyvin sopeutunut selviytymään immuunijärjestelmässä”, Martino sanoo. ”Se on tartuttanut ihmisiä muinaisesta Egyptistä lähtien. Tarvitaan lisää tutkimusta, jotta tuberkuloosi saadaan lopultakin hallintaan ja sitä vastaan.”