Сибирская язва, особо опасное инфекционное заболевание, вызываемое бактерией Bacillus anthracis, поддается лечению на ранних стадиях. Но как только через несколько дней болезнь переходит «точку невозврата», пациенты почти наверняка обречены.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Microbiology, ученые из Питтсбургского университета показали, что коктейль из факторов роста устранил потенциально смертельное повреждение клеток у мышей с сибирской язвой. Вероятно, такой же подход можно адаптировать для лечения людей, находящихся на грани жизни и смерти.
Старший автор исследования доктор Шихуэй Лю из Медицинской школы Питтсбургского университета и научный сотрудник Института старения, считает, что нужно быть постоянно готовыми к возможному использованию B. antracis в качестве биологического оружия в глобальных масштабах. Сейчас в мире от сибирской язвы ежегодно умирает всего несколько десятков человек.
В большинстве случаев люди болеют кожной формой сибирской язвы с достаточно специфическими местными проявлениями (черный струп в месте проникновения инфекции, отсюда и греческое название anthrax — уголек, карбункул). Летальность даже при поздно начатом лечении не превышает 20%. Однако при легочной и генерализованной формах ранние симптомы неспецифичны и похожи на симптомы острых респираторных заболеваний. Инфекцию часто не диагностируют до тех пор, пока не становится слишком поздно даже для современных методов лечения. Нужны новые подходы к терапии на поздних стадиях и в терминальной стадии заболевания.
Когда B. anthracis попадает в организм через дыхательные пути, пищеварительный тракт, инъекции или контакт с кожей, микроорганизм вырабатывает два белка, которые соединяются в смертельный токсин. На ранних стадиях сибирскую язву можно лечить антибиотиками, которые уничтожают бактерию, или антителами, которые нейтрализуют токсин до того, как он проникнет в клетки. Но, попав в клетки, токсин инактивирует ферменты из группы MEK, отщепляя один из их концов и нарушая процессы, которые они контролируют. Это быстро вызывает обширные повреждения тканей и органов, приводящие неустранимой полиорганной недостаточности, сепсису и летальному исходу.
Чтобы узнать больше о роли контролируемых MEK путей при заболевании сибирской язвой, Лю и его команда вывели мышей с модифицированными ферментами MEK, которые были устойчивы к расщеплению смертельным токсином. Это были ферменты MEK1 и MEK2, контролировавшие сигнальный путь ERK (англ. extracellular signal-regulated kinase), участвующий в делении клеток и выживании, а также MEK3 и MEK6, которые регулировали сигнальный путь киназы p38, отвечающий за защиту от стресса.
При воздействии токсина B. anthracis мыши с модифицированными MEK1/2 или MEK3/6 жили гораздо дольше, чем контрольные животные. Это указывает, что для нейтрализации токсина возбудителя сибирской язвы необходимо инактивировать сигнальные пути ERK и p38. У мышей и клеток человека, подвергшихся воздействию токсина, дальнейшая комбинация трех факторов роста, каждый из которых по отдельности одобрен для лечения других заболеваний, реактивировала сигнальный путь ERK и вернула их к точке невозврата.
Ученые до сих пор считали, что, поскольку токсин разрушает белки MEK, отщепляя их концы, то возникающее в результате повреждение клеток необратимо. Поэтому они были очень удивлены, обнаружив, что определенные факторы роста способны реактивировать путь ERK и спасти клетку.
Поскольку для активации сигнальных путей ERK в разных типах клеток организма могут требоваться разные факторы роста, исследователи сейчас работают над оптимизацией лечения всех форм сибирской язвы.
