Учёные Корнеллского университета описали неожиданный механизм, при котором даже погибшие бактерии продолжают влиять на исход инфекции и работу иммунной системы. Результаты междисциплинарного исследования показали, что мёртвые патогены могут оставаться биохимически активными и фактически «поддерживать» иммунный ответ хозяина, одновременно меняя его эффективность.
Работа основана на математической модели, опубликованной в марте в журнале American Naturalist. Она учитывает роль мёртвых, но не исчезнувших бактерий, которые продолжают циркулировать в организме и взаимодействовать с иммунной системой так, как если бы они были живыми. По словам авторов, именно эти остаточные микробы способны определять, завершится ли инфекция выздоровлением или приведёт к тяжёлому исходу.
Профессор математики Корнеллского университета Алекс Владимирский отметил, что традиционно мёртвые клетки не рассматриваются как фактор иммунного процесса. Однако, согласно модели, их влияние сохраняется и после гибели патогенов, затрагивая как отдельный организм, так и эволюционные процессы в целом.
Соавтор исследования Стивен Эллнер подчеркнул, что «защита, обеспечиваемая мёртвыми», может играть важную роль уже в ходе самой инфекции, влияя на её динамику и развитие.
В рамках работы учёные подробно рассмотрели взаимодействие антимикробных пептидов (АМП) — белков иммунной системы, уничтожающих бактерии путём разрушения их мембран. При этом АМП могут оказывать и побочные эффекты, повреждая ткани организма-хозяина, особенно после подавления инфекции.
Исследователи установили, что мёртвые бактерии способны связывать часть АМП, снижая их концентрацию и защищая оставшиеся живые микробы. В ответ организм вынужден усиливать производство этих белков, что повышает риск аутоиммунного повреждения. Однако после устранения инфекции та же система начинает работать иначе: остаточные бактерии продолжают связывать АМП, уменьшая их токсическое воздействие на организм.
По словам Эллнера, такой механизм может снижать вред от чрезмерной иммунной реакции и влиять на выживаемость хозяина в долгосрочной перспективе. Алекс Владимирский добавил, что более эффективная адаптация иммунного ответа повышает шансы организма на выживание и размножение, формируя эволюционные изменения на протяжении поколений.
Исследование опирается на предыдущие биологические и математические работы команды Корнеллского университета, в которую входят Николя Бушон, Тобиас Дорр, Миша Кази и Брайан Лаззаро. Учёные отмечают, что полученные данные расширяют представления о взаимодействии иммунной системы и патогенов и показывают, что даже «мёртвые» бактерии продолжают участвовать в сложных биологических процессах.
