Ученые выяснили, почему некоторые раневые инфекции становятся хроническими

Фото из открытых источников

Исследователи обнаружили, что распространенная раневая бактерия, называемая Enterococcus faecalis, подавляет ранние защитные механизмы иммунной системы, выделяя молочную кислоту, которая отключает ключевые сигналы тревоги клеток. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Cell Host & Microbe.

Полученные данные позволяют по-новому взглянуть на причины сохранения некоторых инфекций, показывая, что подавление иммунитета в месте повреждения может способствовать развитию как исходной бактерии, так и дополнительных микроорганизмов.

В инфицированных ранах иммунные клетки, которые обычно запускают быструю защитную реакцию, оставались неактивными и не смогли активизировать борьбу с вторгшимися бактериями. 

Отслеживая подавленную реакцию, Ронни да Силва из Сингапурско-Массачусетского альянса по исследованиям и технологиям (SMART) продемонстрировал, что бактерия активно вмешивалась в иммунную сигнализацию, а не просто сопротивлялась её уничтожению. Такое вмешательство позволило инфекции сохраняться дольше, чем ожидалось, и создало условия для закрепления дополнительных микробов. 

Наблюдаемое подавление ранних сигналов иммунной системы устанавливает четкие границы для понимания причин углубления этих инфекций, указывая на необходимость более тщательного изучения химических изменений, вызывающих этот эффект.

Бактерия Enterococcus faecalis выделяла такое количество молочной кислоты, что ткани вокруг очага инфекции становились кислыми, и это изменение является ключевым моментом в результатах исследования.

Снижение уровня pH ослабило макрофаги — иммунные клетки, поглощающие микробы, — прежде чем они смогли мобилизовать окружающие ткани против захватчика. Вместо того чтобы подать полноценный сигнал тревоги, эти клетки утратили способность активировать гены, вызывающие воспаление. Как только первый предупреждающий сигнал утих, бактерии получили время обосноваться, прежде чем организм смог оказать сопротивление.

В основе отключения системы лежала ключевая система молекулярного контроля, которая обычно активирует гены, борющиеся с инфекцией. Однако в этом случае молочная кислота препятствовала срабатыванию, поэтому клетки вырабатывали меньше сигналов, призывающих подкрепление.

Исследовательская группа показала, что бактерии, неспособные вырабатывать кислоту, теряли значительную часть своих подавляющих свойств и быстрее выводились из ран. Такое сравнение связывало иммунную блокаду с самой кислотой, а не только с наличием бактерий в ране.

Кислота действовала двумя путями: с одной стороны, она втягивалась в клетку, а с другой – обнаруживалась на поверхности. Один из путей переносил кислоту внутрь клетки, нарушая ее внутренний баланс и ослабляя ответную реакцию. Второй сигнальный путь улавливал кислоту вне клетки и усиливал тот же сигнал отключения, поступающий с поверхности.

Поскольку важны оба пути передачи сигнала, блокирование только одного из них может не полностью восстановить иммунный ответ при реальной ране.

Стойкие раны — это не единичные проблемы; по оценкам, опубликованным в сборнике 2025 года, такие раны затрагивают около 10,5 миллионов получателей медицинского страхования Medicare в США.

Согласно другому крупному исследованию, среди людей с диабетом пожизненный риск развития язвы стопы составляет от 19 до 34 процентов. Эти раны могут привести к тому, что повреждение кожи перерастет в инфекцию, госпитализацию, ампутацию и длительный период восстановления, что тяжело сказывается на пациентах.

Именно из-за этого бремени механизм, обеспечивающий устойчивость одной распространенной бактерии, может иметь значение далеко за пределами лабораторной модели.

После ослабления защитных механизмов раны кишечная палочка (Escherichia coli) лучше размножалась рядом с E. faecalis, вместо того чтобы бороться с тем же иммунным давлением. Это имело значение, потому что смешанные инфекции часто являются теми, с которыми врачам трудно справиться после операции или в случае диабетических язв.

Ранее проведенные исследования уже показали, что E. faecalis может модулировать иммунитет и замедлять заживление ран. Новое исследование восполняет недостающий фрагмент, показывая, как один микроб может приносить пользу своим соседям.

Антибиотики могут убивать бактерии, но они не восстанавливают ослабленный иммунный ответ.

«Хронические раневые инфекции часто не поддаются лечению не потому, что антибиотики бессильны, а потому, что иммунная система фактически «отключена» в месте инфекции», — объяснил да Силва.

Ослабление иммунной сигнализации приводит к уменьшению количества клеток, готовых сдерживать бактерии или очищать поврежденные ткани в месте раны. Это также объясняет, почему усиление защитных механизмов организма, а не просто добавление более сильных препаратов, начинает выглядеть привлекательной.

Одна из перспективных идей заключается в том, чтобы прервать химическую блокаду, а не пытаться подавить бактерии одними лишь антибиотиками.

Когда исследователи восстановили ключевой внутренний сигнал, помогающий снова включить гены защиты, иммунные клетки уничтожили примерно в десять раз больше бактерий.

У зараженных мышей тот же подход позволил снизить количество бактерий в ранах примерно в двенадцать раз.

Тем не менее, эти результаты получены в ходе ранних экспериментов, поэтому никто не должен воспринимать их как скорое излечение хронических ран.

Раны у человека сложнее, чем раны у мышей, поскольку на развитие инфекции влияют более разнообразные бактерии, поврежденные ткани и состояние здоровья.

В недавнем обзоре макрофаги описываются как центральные координаторы процессов восстановления, а это значит, что время и тканевой контекст будут иметь значение для людей.

Теперь команда планирует протестировать образцы человеческих ран и более широкие модели инфекции, прежде чем какая-либо концепция лечения приблизится к клиническому применению.

Эта осторожность важна, потому что подавление сигналов бактериальной кислоты может помочь, но раны слишком разные, чтобы использовать один универсальный способ лечения.

В целом, результаты исследования представляют собой точную цепочку событий: бактерии подкисляют ткани, клетки иммунной системы замедляют свою работу, и инфекции сохраняются длительное время.

В будущем при лечении антибиотиками, возможно, потребуется сочетать их со способами восстановления иммунной сигнализации, особенно в ранах, уже предрасположенных к смешанным инфекциям.