а) Антигенная структура. Разработка метода исследования при помощи моноклональных антител (мАТ) позволила охарактеризовать иммуногенные компоненты М. leprae и привела к открытию в составе стенки микроорганизма специфического гликолипида — фенольного гликолипида-1 (ФГЛ-1). Дальнейшие исследования показали, что терминальный дисахарид ФГЛ-1 является иммунодоминантной видоспецифической детерминантой М. leprae. Другой мишенью антительного ответа при лепроматозном типе лепры является белок М. leprae с мол. массой 65 кД.

Антигликолипидные антитела классов IgM и IgG удалось идентифицировать и определить количественно при помощи методов иммунодиффузии и ИФА в сыворотках крови больных лепрой. Антитела к гликолипиду, особенно класса IgM, были обнаружены у больных туберкулоидным (60%) и лепроматозным (90%) типами лепры, тогда как у больных туберкулезом и лиц, инфицированных М. kansasii, М. avium, М. intracellulare, они не выявляются. Эти результаты подчеркивают видовую специфичность гликолипида.

R. Young и соавт. (1985), используя мАТ, идентифицировали 5 иммунодоминантных белков М. leprae с мол. массой 28 (два), 36, 65 и 70 кД. Позднее был описан белковый комплекс 85 или а-антиген, который является иммунодоминантным антигеном М. leprae. Были выделены два основных мембранных белка. Показано, что один из них состоит из 20 субъединиц по 18 и 22 кД, т.е. близок к бактериоферритинам других микобактерий.

В работах ряда зарубежных авторов описаны три основных цитоплазматических протеина (ОЦП) М. leprae. ОДП-1 имеет мол. массу 10,8 кД. Он сходен с белком 10,8кД М. tuberculosis, но отличается от последнего по аминокислотному составу, что свидетельствует о его иммунологической специфичности. ОЦП-2 имеет мол. массу 18 кД. Белок ОДП-3 — супероксид-дисмутаза.

В состав клеточной стенки М. leprae входят липоарабиноманнан, фосфатидилинозитолгексаманнозид и липоманнан, играющие существенную роль в патогенезе лепры. Некоторые авторы считают, что липоарабиноманнан участвует в процессе иммуносупрессии при лепре, подавляя генерализованную активацию макрофагов.

Исследованиями ряда авторов было установлено, что в структуре М. leprae имеются антигены, общие с М. tuberculosis, М. bovis, М. lepraemurium (перекрестно реагирующие антигены).

Идентификация видоспецифических эпитопов различных антигенов М. leprae, таких как ФГЛ-1, белки с мол. массой 35 и 36 кД, привела к созданию специфических серологических тестов для диагностики лепры. Несмотря на то, что цель ранней диагностики лепры не была достигнута из-за низкой специфичности и чувствительности тестов, роль этих исследований высока, так как они позволили сделать большой шаг вперед в понимании механизма иммунного ответа при лепре.

б) Генетическая характеристика. Полная последовательность генома М. leprae содержит 3268203 пар оснований (base-pair, bp, пар нуклеотидов) и имеет 1700 открытых считываемых рамок (ORF — open reading frame, англ.), в то время как геном М. tuberculosis — 4411532 bp и 4000 ORF, т.е. функциональная плотность у генома М. leprae значительно ниже, чем у генома М. tuberculosis.

Детальное попарное сравнение последовательностей обоих геномов и протеомов показало, что только 49,5% генома Mycobacterium leprae содержит гены, кодирующие белки, в то время как 27% включает псевдогены — неактивные считывающие рамки с функциональными двойниками в Mycobacterium tuberculosis. Остальные 23,5% генома не являются кодирующими и могут соответствовать регуляторным последовательностям или даже остаткам мутировавших генов. Распределение 1116 псевдогенов в основном носит произвольный (случайный) характер, и если их исключить, останется 1604 потенциально активных гена, из которых 1439 являются общими для обоих возбудителей.

Из 165 генов, которые не имеют ортолога в Mycobacterium tuberculosis, функции 29 могут быть описаны. Многие из оставшихся 136 кодирующих последовательностей в М. leprae, которые не имеют сходства с известными генами, возможно, также представляют собой псевдогены, поскольку они короче средних размеров и встречаются в регионах пониженной плотности генов.

Установлено, что около 2% генома М. leprae состоит из повторяющихся ДНК. Имеется более 20 молчащих инсерционных последовательностей (insertion sequences, IS, англ.) с 4 семействами разбросанных повторов (RLEP, REPLEP, LEPREP, LEPRPT).

в) Внутривидовое разнообразие. Между геномами различных штаммов микобактерий лепры практически нет различий, что не позволяло характеризовать образцы, выделяемые из разных источников. Постоянство и сохранность такого массива псевдогенов при отсутствии объяснимой необходимости в этом остаются загадкой для исследователей. Учитывая особенности биологических свойств возбудителя лепры (длительность генерации и способность к жизни и размножению в макрофагах), исследователи высказывают предположение, что в процессе эволюции М. leprae выработали неординарную способность восстанавливать любые генетические повреждения и сохранять постоянство генома.

Анализ рестрикционных фрагментов показал, что в геномах штаммов М. leprae, полученных от больных лепрой, броненосцев и обезьян мангобей, различаются менее 0,3% нуклеотидов. Микобактерии лепры из различных источников имеют идентичные по 16S рРНК межгенные спейсерные области, считающиеся причиной видовой и штаммовой вариабельности некоторых бактерий.

Исследование генетического разнообразия штаммов М. leprae, выделенных от больных лепрой из 12 географически удаленных регионов мира и от животных, продемонстрировало различие в последовательности 6-bp в двух аллелях гроТ-гена. Показано, что по этому признаку изоляты М. leprae, выделенные в Корее и Японии (кроме о. Окинава), принадлежат к одному генотипу, а из других стран Азии (Бангладеш, Индия, Индонезия, Непал, Пакистан, Филиппины и Таиланд), а также из Бразилии, Гаити и о. Окинава — к другому генотипу.

Микобактерии лепры, полученные от животных (броненосца и обезьяны мангобей), отличались и от первого, и от второго генотипов. Вторым достижением стала идентификация вариабельного числа тандемных повторов тринуклеотидного триплета GAA/TTC в интергенном регионе генома. Значение этого локуса очень важно, так как аллели с различным числом повторов (от 10 до 37) были выявлены в изолятах от больных лепрой в Бразилии и на Филиппинах. Эти результаты свидетельствуют о генетическом разнообразии микобактерий лепры и о генотипоспецифическом распространении заболевания в мире.

г) Факторы патогенности. Факторы патогенности М. leprae не известны. Предварительные результаты ПЦР в присутствии протеазоспецифичных праймеров, предназначенных для амплификации генов на полную длину, показали, что М. leprae экспрессирует ген 2659, который гомологичен гену сывороточной протеазы рерА фактора вирулентности Pseudomonas aeruginosa.

- Читать далее "Биологические модели лепры"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 6.12.2019