Секретируемые факторы бактериальной природы

Известна защитная способность микроорганизмов выделять секретируемые субстанции различной природы, и в частности трипсиноподобные ферменты, которые прекрасно расщепляют иммуноглобулины подкласса А1. Эта группа ферментов хорошо описана. Продукция этих ферментов бактериями типична для патогенов, инфицирующих слизистые оболочки организма (Neisseria, Haemophilus, Streptococcus).

Описаны протеазы, продуцируемые Pseudomonas aeruginosa, Serratia marcescens расщепляющие Ig G, действие которых оказалось неспецифично, так как эти внеклеточные протеазы разрушали кроме иммуноглобулинов и другие гуморальные защитные протеины хозяина: лизоцим, фибронектин и даже компоненты тканей, включая фибробласты.

Выделена и изучена протеаза псевдомонад – эластаза, расщепляющая лизоцим на 3 фрагмента с потерей бактериолитической активности лизоцима, что может иметь значение для внутриклеточного переживания бактерий при хронической инфекции или бактерионосительстве.

Способность бактерий специфически инактивировать лизоцим хозяина была определена как их антилизоцимная активность и оценена в персистенции микроорганизмов. Выяснилось, что этот признак встречается у большого количества видов микроорганизмов с преимущественным наличием у грамотрицательных бактерий в 88 – 100% случаев.

Антилизоцимная активность выявлена у шигелл, сальмонелл, кишечных палочек, протеев, йерсиний, гонококков, менингококков, пневмококков и закономерно - у стафилококков (особенно у носителей этих штаммов).

Экспериментальным путем на животных, культуре ткани и методом популяционного анализа было доказано, что антилизоцимный признак можно рассматривать как маркер персистенции бактерий, способных к внутриклеточному паразитированию. Была определена генетическая природа признака, позволившая изучить плазмидный профиль ДНК, кодирующий антилизоцимную активность у клебсиелл, с Мм 60 МД.

Антилизоцимный признак бактерий оказался конститутивным, секретируемым фактором, специфически взаимодействующим с лизоцимом и инактивирующим его. Антилизоцимный фактор выделен из E. coli 0-114 и Klebsiella pneumoniae 22-110, определена его химическая природа – термостабильный анионный белок с Мм 21000 Д, инактивируемый трипсином.

Оценивая биологическую целесообразность антилизоцимного фактора у бактерий, следует отметить его не случайное появление у микроорганизмов, что, вероятно, связано с широким кругом хозяев, располагающих лизоцимом как средством защиты. Большое значение для селекции наиболее стойких клонов с высоким уровнем антилизоцимной активности имеет среда обитания, включая фагоцитирующие клетки организма.

Смысловая нагрузка приобретения этого фактора бактериями – обеспечить себя дополнительным механизмом выживания, «расчищая» эконишу в условиях внутриклеточного паразитирования. Роль антилизоцимного фактора у бактерий, паразитирущих в так называемых «непрофессиональных» фагоцитах, возрастает еще больше и может иметь существенное патогенное значение.

Способность паразита уклоняться от встречи с профессиональными фагоцитами хозяина общеизвестна, но в этом случае бактерии пытаются проникнуть в иммунологически слабо защищенные клетки. Такой подходящей для них мишенью служат различные эпителиальные выстилки внутренних органов, защищенные лишь лизоцимом, где бактерии обосновываются. Эпителий кишечника может содержать шигеллы, эпителиальные клетки фаллопиевой трубы поглощают гонококки, плацентарные клетки коров включают бруцеллы, эпителиальные клетки почек поглощают Proteus mirabilis, отмечено нахождение псевдомонад в интиме сосудов, где возбудитель хорошо защищен от иммунных механизмов хозяина. Доказано внутриклеточное выживание стафилококков, менингококков в эпителии носоглотки хозяина, что согласуется с наличием у этих микроорганизмов антилизоцимного фактора.

Приведенные примеры должны предполагать одно – деградацию лизоцима эпителия хозяина антилизоцимным фактором патогена, что и было доказано на модели шигеллезного инфицирования куриных эмбрионов и мышей. Отмечена обратная зависимость между уровнем лизоцима клеток хозяина и величиной антилизоцимного признака патогена.

К секретируемым началам, обеспечивающим персистирование бактериальной клетки, следует отнести и так называемый антиинтерфероновый признак, характеризующий способность бактерий инактивировать антибактериальный фрагмент препарата человеческого лейкоцитарного интерферона.

Антиинтерфероновая активность бактерий выявлена у большой группы патогенных и условно-патогенных грамотрицательных и грампозитивных микроорганизмов. Частота встречаемости этого признака бактерий находилась в зависимости от источника выделения микроорганизма и мало коррелировала с его видовой принадлежностью. Штаммы энтеробактерий, выделенные от больных лиц, обладали данным признаком в 90,4 – 100 % случаев, тогда как среди штаммов, изолированных от здоровых лиц и из внешней среды, этот показатель соответственно был снижен до 16,1 и 1,6 %.

При расшифровке биологической роли антиинтерферонового признака бактерий на генетически родственной паре Shigella flexneri 2а (АИА+ АИА-) в условиях экспериментальной кератоконъюнктивальной пробы на морских свинках было отмечено более длительное течение патологического процесса с формированием бактерионосительства у животных, инфицированных шигеллами с этим признаком в сравнении с инфекцией, вызванной штаммом без признака..

Антиинтерфероновый признак – автономное свойство микроорганизмов, предназначенное для целенаправленного, специфического инактивирования бактерицидной фракции человеческого лейкоцитарного интерферона. Была проведена работа по выделению бактерицидного фактора в электрофоретически гомогенном состоянии. Он представлял гистоноподобный термостабильный белок с Мм 11 000 – 11 500 Д, изоэлектрической точкой 10,5 – 11, низким коэффициентом экстинции при 280 нм (по методу Брэдфорда) и обладал высокой антибактериальной активностью широкого спектра действия, в связи с чем ему и было дано название «Интерцид». МБК «Интерцида» для грамположительных бактерий колебалась от 0,05 до 1 мкг/мл, для грамотрицательных – 10 – 40 мкг/мл.

Кроме интерцида бактериальной деградации подвергается и комплемент, который среди прочих факторов естественной резистентности организма усиливает силу и яркость проявления защитных факторов хозяина в отношении патогена. О способности Staphylococcus aureus разрушать комплемент известно. Эта способность к деградации комплемента оказалась возможной при наличии у S. аureus внеклеточной протеазы.

Антикомплементарная активность обнаружена у Clostridium histolyticum, Pseudomonas aeruginosa, где бактериальные клетки продуцировали протеолитические ферменты, разрушающие белки системы комплемента. Описана антикомплементарная активность у E. coli и S. epidermidis.

Рассматривая роль экзоклеточно секретируемых факторов, обеспечивающих выживание патогенов в организме хозяина, следует отметить роль бактериальной каталазы, определяющей устойчивость к фагоцитозу нейтрофилами человека S. аureus и N. gonorrhoeae.

Оценивая фактический материал по секретируемым факторам как специфической, так и неспецифической природы у патогенов, следует отметить огромное разнообразие этих начал – антидефенсинов, способствующих ингибированию клеточных и гуморальных факторов защиты организма. Этот дистанционный механизм бактериальной защиты пептидогликана способствует выживанию (персистированию) патогенных и условно-патогенных бактерий и, вероятно, не ограничивается описанными факторами деградации защитных механизмов хозяина. Логично ожидать «прорыв» в накоплении новых знаний о маркерах бактериальной персистенции при экспериментировании с набором известных лизосомальных ферментов эукариотических клеток, инактивация которых, по-видимому, - важнейшее препятствие в осуществлении фагоцитарного киллинга микроорганизмов.