Антифагоцитарные факторы бактерий

Некоторые патогенные бактерии резистентны к действию бактерицидных факторов тканей хозяина благодаря функциям некоторых структурных элементов. Так, поли-D-глютаматная капсула Bacillus anthracis предохраняет бактериальную клетку от катионных белков (дефенсинов) сывороток и фагоцитов. Поверхностная мембрана грамотрицательных бактерий является проницаемым барьером, но не для гидрофобных веществ, таких как желчные кислоты, обычно токсичных для бактерий. Поверхностные липополисахариды (ЛПС) грамотрицательных бактерий предохраняют клетки от комплемент-опосредованного лизиса и действия лизоцима. Кроме того, большинство бактерий обладает добавочными факторами, которые помогают им выстоять в борьбе с клеточными и гуморальными факторами защиты организма хозяина. Бактерии, которые захватываются и эффективно перевариваются фагоцитами, обычно не могут вызвать инфекционный процесс. Но патогенные бактерии в процессе эволюции выработали целый ряд механизмов, помогающих им не только избежать уничтожения фагоцитами, но и выживать и размножаться внутри них.

Как известно, процесс фагоцитоза включает следующие этапы: 1) контакт между фагоцитом и микробной клеткой; 2) поглощение; 3) образование фагосомы; 4) слияние фагосомы и лизосомы; 5) уничтожение и переваривание. Чтобы избежать уничтожения в процессе фагоцитоза бактерии выработали специальные механизмы. а) Подавление стадии поглощения. Некоторые бактерии продуцируют биологически активные вещества, способные препятствовать их поглощению фагоцитами. Как правило, это компоненты бактериальной клетки. Классическими примерами антифагоцитарных факторов являются: 1) полисахаридные капсулы Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis, Haemophilus influenzae, Klebsiella pneumoniae и Treponema pallidum; 2) М-белок и пили стрептококков группы А; 3) поверхностный полисахарид Pseudomonas aeruginosa; 4) О-антиген, ассоциированный с ЛПС энтеробактерий; 5) К-антиген (кислый полисахарид) Е. coli или Vi-антиген Salmonella typhi; 6) белок A Staphylococcus aureus, который связывается с Fc-доменом IgG и блокирует цитофильный домен антител. Таким образом, способность IgG реагировать как опсонин подавляется и опсонинопосредованное переваривание блокируется. б) Выживание внутри фагоцита. Из внутриклеточных патогенов, к которым относятся Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae, Listeria monocytogenes, представители родов Salmonella, Shigella, Yersinia, Brucella, Legionella, Rickettsia, Chlamydia, только некоторые, в том числе Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae, Salmonella typhi и Listeria monocytogenes, способны выживать внутри макрофага или нейтрофила с вероятностью развития генерализованного инфекционного процесса (системной инфекции). У шигелл и дизентериеподобных энтеро-инвазивных кишечных палочек, проникающих и размножающихся в эпителиальных клетках, способность к пролиферации внутри профессиональных фагоцитов отсутствует.

Следует отметить, что внутри фагоцитов бактерии защищены от активности гуморальных факторов защиты макроорганизма, в том числе комплемента, интерферонов и антител. Большинство внутриклеточных патогенов имеет генетически детерминированные механизмы проникновения внутрь эпителиальных клеток (непрофессиональный фагоцитоз), обеспечивающие выживание внутри фаголизосом профессиональных фагоцитов. Так, клетки сальмонелл и иерсиний синтезируют различные белки наружной мембраны, часть из которых контролирует проникновение возбудителя внутрь эпителия, а другая — выживание внутри фагоцитов. Внутри фаголизосомы бактерии выживают посредством механизмов, которые блокируют бактерицидные вещества фагоцита. Так, клетки Legionella pneumophila включают в свою поверхность компонент комплемента С3b и используют этот белок для связывания бактерий с поверхностью макрофага. После поглощения бактерии остаются в вакуолях, которые не сливаются с лизосомами благодаря растворимому белку легионелл. То есть бактерии выживают внутри фагосом благодаря тому, что блокирована доставка лизосомального содержимого (смесь протеолитических ферментов) внутрь фагосом.

Эта стратегия используется не только легионеллами, но и возбудителем туберкулеза, сальмонеллами и хламидиями. В случае микобактерий микроорганизмы синтезируют сульфатиды, которые выходят из фагосом и модифицируют лизосомальные мембраны таким образом, что слияние становится невозможно. Аналогичные вещества продуцируются легионеллами и хламидиями. Некоторые бактерии обладают выраженной резистентностью к лизосомальному содержимому даже после слияния фагосомы и лизосомы. О факторах, которые обеспечивают такую резистентность, известно мало, однако примеры имеются. Mycobacterium leprae растет внутри фагосом даже после их слияния с лизосомами.

Микобактерии имеют воскообразную гидрофобную клеточную стенку и миколевые кислоты (капсульный компонент), которые обеспечивают резистентность к лизосомальным ферментам. Похоже, что клеточные компоненты бруцелл интерферируют с бактерицидными механизмами фагоцитов. Выживать внутри фагоцитов могут и внеклеточные патогены, например, S. pneumoniae, N. meningitides, N. gonorrhoeae, К. pneumoniae, Р. aeruginosa и др. Клетки стафилококков продуцируют каталазу и супероксиддисмутазу, способные нейтрализовать токсические кислородные радикалы, которые генерируются NADPH-оксидазой в фагоцитах. Компоненты клеточных мембран и капсул грамотрицательных бактерий (Salmonella, Yersinia, Brucella, патогенных Е. coli) могут предохранять пептидогликановый слой от литических ферментов. Бациллы Bacillus anthracis недоступны для переваривания за счет капсулы, построенной из поли-D-глютамата.