Слабая иммунная память делает бактерии сильнее

Между иммунной системой и болезнетворными паразитами идет постоянная эволюционная война: чем сильнее становится иммунитет, тем сильнее становятся бактерии, вирусы и пр. Но что значит сильнее? Если мы говорим о сильном иммунитете, то имеем в виду, что он может быстро обнаружить патоген и изгнать его до того, как болезнь станет серьезной. Тут очень кстати оказывается способность иммунной системы запоминать инфекции, и в будущем, если такая же инфекция появится снова, иммунитет сможет уничтожить ее намного быстрее и эффективнее.

Но один и тот же болезнетворный микроорганизм обычно существует в нескольких разновидностях, более или менее опасных – иными словами, у него есть более и менее вирулентные штаммы. Некоторые слабые штаммы, попав в организм, оставляют после себя слабую иммунную память, то есть у организма появляется не полная, но частичная устойчивость к заболеванию, и в будущем некоторые штаммы все-таки смогут вызвать болезнь, оставшись на первых порах незамеченными – из-за частичной устойчивости иммунитет распознает их не сразу.
Из-за того, что у патогенов есть разные штаммы, а иммунитет приобретает разную устойчивость, возникают любопытные эволюционные эффекты. Исследователи из Политехнического университета Виргинии вместе с коллегами из Калифорнийского университета в Сан-Диего и еще ряда научных центров выяснили, что частичная устойчивость помогает болезнетворным микробам стать намного сильнее – по сравнению с тем, чем если бы устойчивости не было вообще.
Все началось с наблюдений за птичками – мексиканскими чечевицами, страдающими от конъюнктивита, который вызывают бактерии микоплазмы. Болезнь эта довольно опасная, и может довести птицу до слепоты. Притом у конъюнктивитных микоплазм есть, как водится, более опасные штаммы и менее опасные штаммы, которые, попав в птичий организм, вызывают более или менее полную устойчивость.
Разные штаммы постоянно присутствуют в окружающей среде и постоянно конкурируют друг с другом за хозяев. Представим, что до какой-то птичьей популяции, которая до сих пор не сталкивалась с болезнью и у которой нет никакой устойчивости, добрался сильный штамм. Он, конечно, заразит большинство особей; и если следом придет какой-нибудь слабый штамм, на его долю останутся только некоторые из птиц.
Но если случилось так, что популяция в прошлом вся переболела слабой бактерией? В таком случае у большинства особей есть частичная устойчивость. И тогда если к птицам придет очередная волна инфекции, то преимущество получат не просто сильные, а очень сильные штаммы – такие, которые смогут обойти частично натренированный иммунитет. И тогда в следующих поколениях бактерий доминировать будут эти самые «суперштаммы».
Эксперименты с бактериями и математические модели, построенные по результатам экспериментов, говорят о том, что слабая иммунная устойчивость делает бактерий буквально в два раза круче – то есть преимущество получают те разновидности, кто в два раза сильнее, в два раза вирулентнее обычных сильных штаммов. Полностью результаты исследований опубликованы в журнале Science.

Scientists find that, in nature, an imperfect immune system drives the evolution of deadly pathogen strains

Стоит уточнить, что речь идет не об отдельно взятом организме, не об отдельно взятом микробе и не об отдельно взятом случае инфекции. Усиление бактерий – эволюционный процесс, в котором участвуют все особи популяции и целый набор микробных штаммов. И хотя мы говорим, что бактерий делает сильнее слабая иммунная память, все начинается со слабого штамма, с которым иммунитет слишком легко справился.
Конечно, все это относится к естественной природной ситуации, когда никто никого не вакцинирует, когда иммунитету заранее не создают никакой памяти против потенциального патогена. С другой стороны, многие болезнетворные микробы приходят к нам от животных, у которых они могут приобрести совершенно исключительную вирулентность, и чем больше мы будем знать об эволюционных механизмах, способствующих такой вирулентности, тем лучше сможем защититься от подобных гостей.

 

Автор: Кирилл Стасевич
Источник: Наука и жизнь (nkj.ru)