​Сотрудники НИИ биохимии ФИЦ фундаментальной и трансляционной медицины и ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» вместе с коллегами из Уральского научно-исследовательского института фтизиопульмонологии Минздрава РФ выделили альвеолярные макрофаги с палочками Коха от больных туберкулезом людей. Это позволяет быстро оценить вирулентность штаммов возбудителя заболевания, протестировать новые препараты и определить лекарственную устойчивость у прооперированных пациентов с туберкулезом легких. Подробности опубликованы в журналах Plos One и Tuberculosis

Туберкулез считался почти побежденным в 1970—1980-х годах, благодаря применению высокоэффективных антибиотиков — изониазида и рифампицина, а также масштабной вакцинации. Однако спустя десятилетие появились штаммы с множественной лекарственной устойчивостью, и, по данным на 2015 год, от туберкулеза каждые 20 секунд умирает один человек на планете и около 4 700 людей каждый день. 
 
«Россия, Индия и Китай находятся в зоне высокого риска: согласно докладу Всемирной ассоциации здравоохранения, в 2018 году на эти страны приходилось больше половины от общемировых случаев заражения формой с множественной лекарственной устойчивостью. В Сибирском и Дальневосточном федеральных округах заболеваемость туберкулезом в два раза выше, чем  в среднем по России, как и распространенность резистентных форм», — объясняет старший научный сотрудник Научно-исследовательского института биохимии Федерального исследовательского центра фундаментальной и трансляционной медицины кандидат биологических наук  Елена Геннадьевна Уфимцева.
 
Возбудитель туберкулеза — палочка Коха (Mycobacterium tuberculosis) колонизирует альвеолярные  макрофаги: в норме легкие человека почти не содержат этих клеток, повышенная насыщенность ими фиксируется у заболевших. Ткани нездоровых органов изменены: содержат «бугорки» — гранулемы, те из них, что больше 12 мм, называются туберкулемами. В центре образований находится гной, состоящий преимущественно из погибших макрофагов, единичных микобактерий, а вокруг плотная соединительная ткань, насыщенная коллагеном, через которую макрофаги не проникают — таким образом организм старается изолировать очаг инфекции. Но, когда туберкулемы дорастают до бронхов, образуются каверны, и человек становится бактериовыделителем, откашливая микобактерии в окружающую среду.
 
Разные типы клеток, полученные из стенок каверны резектата легкого.  Альвеолярные макрофаги, содержащие микобактерии туберкулеза помечены черными стрелками. На рисунке A-B  красной стрелкой обозначены многоядерные клетки Лангханса, свидетельствующие о туберкулезной  воспалительной реакции в легких. Нейтрофил, содержащий микобактерии туберкулеза маркирован зеленой стрелкой. На рисунке С — черной снежинкой обозначен лимфоцит, взаимодействующий с альвеолярными макрофагами. Остальные клетки — неинфицированные альвеолярные макрофаги. 
 Разные типы клеток, полученные из стенок каверны резектата легкого.  Альвеолярные макрофаги, содержащие микобактерии туберкулеза помечены черными стрелками. На рисунке A-B  красной стрелкой обозначены многоядерные клетки Лангханса, свидетельствующие о туберкулезной  воспалительной реакции в легких. Нейтрофил, содержащий микобактерии туберкулеза маркирован зеленой стрелкой. На рисунке С — черной снежинкой обозначен лимфоцит, взаимодействующий с альвеолярными макрофагами. Остальные клетки — неинфицированные альвеолярные макрофаги. Источник фото.
 
В Уральском НИИ фтизиопульмонологии ежедневно проводится несколько операций по резекции отделов легких больных туберкулезом людей. Елена Уфимцева предложила использовать часть ткани резектатов для выделения макрофагов, зараженных микобактериями, из легких пациентов. Технология была отработана ею ранее в НИИ биохимии СО РАМН на лабораторных мышах.
 
«Мы брали фрагменты стенок каверн и туберкулем, кусочки легких, отстоящих от этих крупных туберкулезных очагов на пять и более сантиметров. Промывали в обычном стерилизованном чайном ситечке, твердые капсулированные гранулемные образования выбрасывали, а оставшуюся суспензию высаживали на покровные стекла в культуральные планшеты. Менее чем за сутки макрофаги прикреплялись к стеклу: через 16—18 часов, когда пациент еще лежал в реанимации, мы уже получали клеточные культуры, которые сразу могли исследовать на микобактерии в альвеолярных макрофагах. Это позволяет определить персонально для каждого прооперированного пациента вирулентность микроорганизмов, их лекарственную устойчивость и протестировать препараты для лечения», — говорит Елена Уфимцева.
 
Согласно принятой медицинской практике, после удаления пораженных туберкулезом тканей легкого часть резектатов направляются на гистологический анализ (исследование ткани под микроскопом), также изучается мокрота заболевшего с целью поиска микобактерий. В клинике Уральского НИИ фтизиопульмонологии проводятся все эти процедуры, однако с их помощью в тканях резектатов легких удавалось найти лишь единичные макрофаги с микобактериями. При этом результаты, полученные коллаборацией новосибирских и уральских специалистов после работы с 30 пациентами, показывают, что в тканях, даже удаленных от каверн и гранулем, фиксируются сотни тысяч макрофагов, значимый процент которых заражен микобактериями.
 
«В течение первых послеоперационных дней мы можем оценить степень инфицированности микобактериями клеток-хозяев, по наличию и типу колоний определить их функциональный статус, вирулентность возбудителя заболеваний, характерный для легких пациента на момент операции. Это помогает скорректировать лечение, проведение эпидемиологических мероприятий, а также имеет большое значение для врачей клиники УНИИФ — им критически важно знать, у какого пациента высоковирулентные бактерии, чтобы в том числе не заразиться самим», — подчеркивает Елена Уфимцева.
 
Исследователи зарегистрировали три патента на свои разработки и надеются внедрить в клиническую практику созданные ими методы, как по получению ex vivo (эксперименты на живой ткани организма в искусственной среде) культур альвеолярных макрофагов, так и по оценке вирулентности и способности микобактерий размножаться после антибиотикотерапии.
 
Надежда Дмитриева
 

Источники

Впервые получены живые клетки с возбудителями туберкулеза из тканей человеческого легкого
Наука в Сибири (sbras.info), 19/06/2019
Новосибирские ученые впервые получили живые клетки с возбудителями туберкулеза из легкого человека
Сиб.фм (sib.fm), 19/06/2019
Российские ученые нашли способ быстро определять устойчивость больных туберкулезом к лекарствам
Комсомольск-на-Амуре новости (nkna.ru), 19/06/2019
Новосибирские ученые впервые получили живые клетки с возбудителями туберкулеза из легкого человека
Seldon.News (news.myseldon.com), 19/06/2019
Ученые извлекли из легких клетки с возбудителем туберкулеза: Яндекс.Новости
Яндекс.Новости (news.yandex.ru), 19/06/2019
Ученые извлекли из легких клетки с возбудителем туберкулеза
Google Новости ТОП, 19/06/2019
Ученые извлекли из легких клетки с возбудителем туберкулеза
Health.mail.ru, 19/06/2019
Ученые нашли способ определять устойчивость больных туберкулезом к лекарствам
ИА Flashsiberia, 19/06/2019
Ученые извлекли из легких клетки с возбудителем туберкулеза
Индикатор (indicator.ru), 19/06/2019
Ученые извлекли из легких клетки с возбудителем туберкулеза
Nanonewsnet.ru, 20/06/2019
Пульс дня Новосибирска
Честное слово (chslovo.com), 20/06/2019
Впервые получены живые клетки с возбудителями туберкулеза из тканей человеческого легкого
Новосибирская областная ассоциация врачей (noav.ru), 21/06/2019

Похожие новости

  • 05/12/2016

    Сибирские генетики и управление фотосинтезом

    ​Ученые Новосибирского государственного университета и Института цитологии и генетики СО РАН отвечают на вопрос о том, как на генетическом уровне регулируется синтез и распределение хлорофилла в разных органах растений, исследуя геномы обычного ячменя и ячменя частичного альбиноса, у которого нарушена выработка хлорофилла.
    2510
  • 10/11/2016

    О перспективных направлениях исследований в области биоэнергетики

    ​Academcity продолжает анонсировать инновационные решения, которые будут представлены на форуме "Инновационная энергетика". Сегодня предлагается ознакомиться с перспективным направлением исследований в области биоэнергетики.
    1758
  • 07/03/2018

    Ученые установили, что длительные конфликты изменяют строение мозга

    Ученые из Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН показали, что у самцов мышей, 20 дней находившихся в условиях постоянных конфликтов с враждебно настроенными представителями своего же вида, в различных отделах мозга повышается или снижается экспрессия генов семейства коллагена.
    943
  • 25/08/2016

    Новосибирские генетики создали маркер для обнаружения раковых клеток

    ​В Новосибирске научились определять среди клеток рака "ключевых убийц", виновных в возникновении опухолей. Однако без господдержки маркер не сможет послужить людям.Ученые всего мира ищут способ победить рак, пытаясь создать препарат, с помощью которого можно отслеживать и помечать опасные клетки.
    2203
  • 19/11/2018

    Биолог из Новосибирска разработал мобильное приложение для сельского хозяйства

    Труд агрономов и селекционеров иногда содержит очень утомительные операции. Например, периодически им требуется подсчитывать количество зерен в колосьях пшеницы. Не делать этого вручную позволяет мобильное приложение SeedCounter, которое вместе с коллегами создал биолог Михаил Генаев из Новосибирска.
    637
  • 27/07/2017

    Учёные ИЛФ СО РАН разрабатывают методы диагностики диабета с помощью терагерцового излучения

    Исследователи из Института лазерной физики СО РАН развивают метод импульсной терагерцовой спектроскопии для диагностики сахарного диабета по характеристикам воды в плазме крови. Также учёные работают над созданием технологии неинвазивного определения этого заболевания.
    1428
  • 28/08/2018

    Новосибирские ученые создали прибор для диагностики заболеваний печени на ранней стадии

    ​Уникальный аппарат для диагностики заболевания печени на ранней стадии с помощью глубокого зондирования клеток разработали ученые Государственного научного центра вирусологии и биотехнологии (ГНЦ ВБ) "Вектор" Роспотребнадзора и двух научных институтов Сибирского отделения РАН, сообщил в понедельник в рамках Международного форума "Технопром-2018" в Новосибирске ведущий научный сотрудник ГНЦ ВБ "Вектор" Владимир Генералов.
    743
  • 03/02/2016

    Для чего ученые красят пшеницу?

    ​​​​Ученые Федерального исследовательского центра "Институт цитологии и генетики СО РАН" (ИЦиГ СО РАН) ищут новые пути повышения устойчивости ведущих злаковых культур к неблагоприятным условиям, а также работают над повышением питательных свойств зерна пшеницы.
    4091
  • 27/11/2018

    Крыса узнает ракового больного по запаху: уникальное открытие российских ученых

    ​Первый в мире диагностический прибор с использованием... спящей крысы представят в среду ученые в Ростовском научно-исследовательском онкологическом институте Минздрава РФ. С помощью его можно обнаруживать рак легких, туберкулез и другие опасные заболевания на самых ранних стадиях.
    1617
  • 13/04/2016

    В ИЦИГ СО РАН создают базу данных для обработки научной информации

    ​В Федеральном исследовательском центре «Институт цитологии и генетики СО РАН» разрабатывают универсальную систему для поддержки селекционно-генетических экспериментов, пока что тестируя ее на проектах, связанных с изучением пшеницы.
    1939