Бактерии, скрывающиеся в крови, могут быть виновниками бесчисленных заболеваний

Бактерии, скрывающиеся в крови, могут быть виновниками бесчисленных заболеваний

Могли ли микробы быть виноваты во множестве болезней, к которым мы не имели никакого отношения? Исследователи обнаружили, что бактерии в крови здоровых людей могут помочь вызвать инсульты и сердечные приступы, а также, возможно, способствовать таким заболеваниям, как болезнь Альцгеймера, диабет и артрит.

Все эти расстройства связаны с воспалением – общей активацией иммунной системы, которая обычно служит для борьбы с инфекцией, но может выйти из-под контроля и вызвать повреждение. Все эти состояния также связаны с гиперактивным свертыванием крови, избыточным уровнем железа в крови и аномально свернутыми белками.

Никто не знает, почему эти черты связаны с таким количеством заболеваний, но выяснение этого может помочь нам остановить их. Чтобы выяснить, могут ли бактерии играть определенную роль во всем этом, Дуглас Келл из Манчестерского университета в Великобритании и Резия Преториус из Университета Претории в Южной Африке изучали их способность нарушать свертывание крови.

Кровь всегда считалась свободной от микробов, потому что бактерии не растут, когда их помещают в пробирку. Но современные методы секвенирования ДНК показывают, что каждый миллилитр крови на самом деле содержит около 1000 бактериальных клеток.

Эти бактерии находятся, как правило, в состоянии покоя. Но они могут быть оживлены, когда железо становится доступным в крови, и тогда они начинают выделять липополисахариды (ЛПС) – молекулы на их клеточных стенках, которые распознаются иммунной системой и стимулируют воспаление.

Катализатор свертывания крови

Келл и Преториус задавались вопросом, может ли ЛПС также непосредственно влиять на свертываемость крови. Большинство спящих бактерий в нашей крови происходит из нашего кишечника. Они смешали ЛПС из обычных кишечных бактерий Escherichia coli с фибриногеном, небольшим белком в крови, который обычно образует фибриновые каркасы сгустков. ЛПС изменил фибриноген, стимулируя его образование аномальных сгустков, которые очень похожи на те, которые участвуют в сердечных приступах, инсультах и тромбозе глубоких вен.

“При всех воспалительных состояниях мы отмечали спутанную, более плотную структуру фибрина, без типичной” спагетти-структуры», характерной для здоровых людей», — говорит Преториус. «Одной молекулы ЛПС в смеси из ста миллионов молекул фибриногена было достаточно, чтобы стимулировать образование этих деформированных сгустков.»

Это означает, что ЛПС должен действовать как катализатор, говорит Келл. Они считают, что ЛПС искажает форму фибриногена, и это изменение формы распространяется от белка к белку аналогично деформации, связанной с прионными белками, которые вызывают БСЭ.

А поскольку ЛПС провоцирует воспаление, он повышает уровень фибриногена в крови, что еще больше повышает риск образования аберрантных тромбов, связанных с болезнью. Из-за своей странной структуры эти сгустки также устойчивы к разрушению ферментами крови. Вместе эти эффекты могут повышать риск аберрантного свертывания крови, приводя к сердечным приступам и инсультам.

Борьба с воспалением

Гиперактивная свертываемость также является признаком воспалительных состояний, таких как ревматоидный артрит и болезнь Альцгеймера. Эти условия связаны с повышенным уровнем железа. Организм обычно поддерживает низкий уровень свободного железа в крови, чтобы бактерии оставались в спящем состоянии и блокировали их рост.

“Мы думаем, что во всех этих болезнях участвуют бактерии», — говорит Келл. Их наблюдение о том, что ЛПС заставляет фибрин образовывать бляшки, а также тот факт, что ЛПС также связывается со многими другими белками, может вовлечь его в формирование амилоидных бляшек, наблюдаемых при других воспалительных заболеваниях, таких как те, что находятся в мозге людей с болезнью Альцгеймера и болезнью Паркинсона. Ранее другие исследователи обнаружили, что введение бактерий в мозг мышей побудило их образовывать амилоидные бляшки в течение ночи.

Что все это значит для этих болезней? Дальнейшие исследования могли бы открыть несколько новых подходов для борьбы с ними, от удаления спящих микробов из нашей крови до блокирования воспалительных белков, которые они продуцируют.