Слабая иммунная память делает бактерий сильнее
Частичная иммунная устойчивость оставляет среди болезнетворных бактерий только очень сильные штаммы.
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.
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.
