Исследователи из Кембриджа, Нидерландов, Испании и США пытались выяснить, что делает одних людей восприимчивыми к туберкулезу, в то время как другие, по-видимому, защищены каким-то особым свойством организма. В итоге они ответили на вопрос о том, почему евреи-ашкеназы менее восприимчивы к туберкулезу, и какую роль в этом играет редкое генетическое заболевание. Помогли ученым аквариумные рыбки данио-рерио, известные также под названием зебрафиш и полосатый данио.
Чахотка, бывшая настоящим бичом 19 и начала 20 века, считалась главным образом, городской болезнью, поражавшей многих жителей бедных кварталов, живущих в скученных условиях. Во время волны эмиграции в Америку чахотка охватила и Новый Свет, однако, как выяснилось, смертность от туберкулёза среди евреев была значительно меньше, чем среди остальных народностей - в 2 раза меньше, чем у белых англосаксонских протестантов, в 3,5 раза меньше, чем у иммигрантов из Германии и Скандинавии, и в 6-7 раз меньше, чем у ирландцев и чернокожих.
Этому факту долго пытались найти объяснение, рассматривая в качестве причин, защищающих от туберкулеза, кошерные способы забоя скота, регулярное омовение, разделение посуды на мясную и молочную и многое другое. Как выяснилось, причина лежит гораздо глубже - в генетике, и разобраться с этим ученым помогли популярные у аквариумистов рыбки данио. Дело в том, что манипулировать генетикой рыбок данио относительно легко, а их иммунная система во многом похожа на человеческую. Кроме того, эти рыбки также болеют туберкулезом.
Как показало исследование, рыбки данио с мутациями, нарушающими переваривание белков лизосомами, становятся более восприимчивыми к туберкулезу. Лизосомы — это компоненты наших клеток, которые расщепляют нежелательные вещества, в том числе белки и жиры, с помощью ферментов. Когда мутация влияет на выработку этих ферментов, это может привести к накоплению токсичных материалов.
Одним из типов клеток, которые очень уязвимы для такого накопления, являются макрофаги - иммунные клетки, которые «поедают» токсичные вещества, включая бактерии и продукты их жизнедеятельности. При подобных генетических нарушениях макрофаги увеличиваются в размере из-за накопления непереваренного материала в их лизосомах и медленно перемещаются, что снижает их способность бороться с инфекцией.
Профессор Рамакришнан, один из авторов исследования, пояснил: «Макрофаги должны двигаться быстро, чтобы атаковать вторгшиеся бактерии и вирусы. Их название означает «большой едок», и именно это они и делают. Если они становятся раздутыми и вялыми, они неспособны выполнять свои обязанности».
Однако, когда Рамакришнан и его коллеги смоделировали болезнь, приводящую к подобному раздутию макрофагов, известную как болезнь Гоше, они обнаружили совершенно неожиданную вещь - устойчивость к туберкулезу.
Болезнь Гоше — это редкое генетическое заболевание, которое значительно чаще встречается среди евреев-ашкеназов — примерно 1 случай на 800 новорожденных. В большинстве случаев заболевание протекает относительно легко, у пациентов немного увеличена селезенка и печень, и есть легкая степень анемии. Около двух третей людей, являющихся носителями болезни Гоше, даже не подозревают об этом.
Когда исследователи получили рыбок данио с генетическими мутациями, вызывающими болезнь Гоше, как и ожидалось, их макрофаги увеличились и не смогли расщеплять токсичные материалы, в данном случае особый тип жиров. Но когда команда ученых заразила рыбок туберкулезом, неожиданно обнаружилось, что рыбки, наоборот, очень устойчивы к инфекции.
Причиной этой устойчивости к инфекции было вещество, которое накапливается в макрофагах при болезни Гоше, называемое глюкозилсфингозином. Было обнаружено, что глюкозилсфингозин действует как эффективный убийца микобактерий туберкулеза, в течение нескольких минут разрушая их клеточные стенки.
Профессор Рамакришнан добавил: «Мы совершенно случайно оказались втянуты в дебаты, которые ведутся в области генетики человека на протяжении десятилетий: являются ли евреи-ашкеназы, которые, как мы знаем, подвержены гораздо большему риску болезни Гоше, каким-то образом менее склонны к заражению туберкулезом? Судя по всему, да».
Хотя эта генетическая мутация связана с болезнью, тот факт, что она делает людей более устойчивыми к туберкулезу, вероятно, перевешивает потенциальные риски, связанные с болезнью Гоше. Аналогичное явление наблюдается у людей, которые являются носителями генетических мутаций, защищающих их от малярии, но, способных в то же время привести к опасной серповидно-клеточной анемии.
Как пишут исследователи, это открытие может дать ключ к новым методам лечения туберкулеза. Несколько препаратов уже разработаны и проходят испытание.