Ученые обнаружили биофизический механизм, который бактерии, вызывающие туберкулез, используют для выживания внутри человеческих клеток. Это открытие может привести к разработке стратегий борьбы с одним из самых смертоносных инфекционных заболеваний в мире.
Туберкулез ежегодно уносит жизни более миллиона человек и остается серьезной проблемой общественного здравоохранения, особенно в Азии, Африке и Латинской Америке. Заболевание вызывают микобактерии, которые в ходе эволюции выработали сложные механизмы, позволяющие им захватывать иммунные клетки человека и избегать уничтожения.
«В Индии свирепствует туберкулез, — говорит Аюш Панда, автор работы. — Я вырос в штате, где вспышки туберкулеза — серьезная проблема, и мне всегда было интересно, как распространяются эти болезни. Именно это и привлекло меня в науку».
Исследование, результаты которого будут представлены на 70-й ежегодной конференции Биофизического общества в Сан-Франциско с 21 по 25 февраля 2026 года, а также опубликованы на bioRxiv, показало, что микобактерии выделяют крошечные частицы, называемые внеклеточными везикулами, которые сливаются с мембранами иммунных клеток. Эти везикулы содержат особые липиды — молекулы жира, — которые делают клеточную мембрану более жёсткой.
Обычно, когда наши иммунные клетки поглощают вредные бактерии, они заключают их в фагосому, которая затем сливается с другой клеточной структурой — лизосомой. Лизосомы содержат пищеварительные ферменты, которые расщепляют и уничтожают бактерии. Однако ученые обнаружили, что микобактерии препятствуют слиянию, делая мембрану фагосомы более жесткой, — по сути, они строят вокруг себя защитный бункер внутри наших клеток.
«Если мембрана становится более жесткой, фагосоме гораздо сложнее слиться с лизосомой, — объясняет Панда. — Это изящный биофизический механизм: бактерии изменяют структуру мембраны, чтобы избежать процесса, который мог бы их убить». Исследователи также обнаружили, что эти везикулы образуются не только в инфицированных клетках. Они могут воздействовать на близлежащие иммунные клетки, ослабляя их еще до того, как те вступят в контакт с бактериями.
Это открытие дает совершенно новый способ понимания того, как выживают микобактерии. Предыдущие исследования были сосредоточены в основном на белках, которые разрушают бактерии. В этой работе используется липидный подход, который показывает, что внедрение бактериальных липидов в мембраны клеток хозяина достаточно для того, чтобы вызвать иммунную дисфункцию.
«Самым удивительным стало то, что при введении микобактериальных липидов в мембраны, имитирующие фагосомы хозяина, произошли значительные физические изменения — свойства мембраны полностью изменились», — говорит Панда.
Ученые также наблюдали аналогичные эффекты, связанные с мембранами, опосредованные внеклеточными везикулами, у Klebsiella pneumoniae и Staphylococcus aureus, что указывает на эволюционно консервативную стратегию патогенов. Полученные данные открывают несколько многообещающих направлений для разработки методов лечения. Возможно, исследователи смогут воздействовать на белки, участвующие в образовании бактериальных везикул, или найти способы нейтрализовать эффект, повышающий жесткость мембран.
«Теперь, когда мы понимаем, как бактерии защищаются, мы можем искать способы их остановить, — говорит Панда. — Если мы помешаем бактериям уплотнять мембраны, наши иммунные клетки смогут сделать свою работу и остановить инфекцию».
