Неожиданная связь: проказа, броненосцы и здоровье печени

Проказа тысячелетиями преследовала человечество. Это бактериальная инфекция, вызывающая поражение кожи и нервов. Многие люди, пострадавшие от неё, вынуждены до конца жизни содержаться в изоляции. Это ужасная зараза, у которой, как кажется, нет и не может быть положительных сторон. Однако бактерии, вызывающие её, способны очень помочь людям. Выяснилось это благодаря одному невероятно милому млекопитающему.

Немного о проказе

Проказа вызывается микобактериями Mycobacterium leprae, их еще называют палочками Хансена (в честь обнаружившего их норвежского врача Герхарда Хансена). У людей эти микробы поражают так называемые шванновские клетки, которые защищают периферическую нервную систему, изолируя длинные аксоны нейронов. Часть их образует миелиновую оболочку, через которую проходят электрические импульсы, обеспечивающие передачу сигналов.

Когда травмы или инфекция повреждают нейроны, шванновские клетки возвращаются в незрелое свое состояние. Этот феномен называется дедифференцировкой. Вспомним, что обычно клетки по мере созревания развиваются в другом направлении — дифференцируются, то есть становятся специализированными.

Обычно шванновские клетки помогают аксонам регенерировать, восстанавливая периферическую нервную систему. По окончании этого процесса они снова становятся дифференцированными. А вот бактерии проказы коварным образом пользуются этим механизмом.

Палочки Хансена перепрограммируют шванновские клетки, в итоге те возвращаются в развитии гораздо дальше недифференцированного состояния – почти до стадии стволовой клетки. После этого они теряют свою природную функцию, а бактерии проказы повреждают аксоны, разрушая миелиновую оболочку.

Это позволяет микробам избегать противодействия иммунной системы. Результат прекрасно известен – потеря чувствительности, отмирание тканей, мышечная слабость, иногда слепота.

Так какая же связь между проказой, броненосцами и заболеваниями печени?

Оказывается, в природе существует сценарий, при котором бактерия проказы производит противоположный эффект, способствуя регенерации тканей печени. По крайней мере, у девятипоясных броненосцев. Mycobacterium leprae заражает не только людей, но и некоторых из этих млекопитающих, обитающих в Северной и Южной Америке.

Исследование, проведенное в 2022 году учеными Эдинбургского университета, показало, что у инфицированных броненосцев увеличивается печень, которая при этом остается полностью здоровой и функциональной.

Здесь происходит примерно то же, что и в нервных клетках человека – микробы используют регенеративные процессы хозяйского организма в собственных целях. У броненосцев бактерии проказы увеличивают экспрессию генов, которые производят белки, обычно ассоциирующиеся с ростом, заживлением ран и интенсификацией метаболических реакций в печени. Примечательно, что эти гены и протеины очень похожи на человеческие. А именно те, что активно работают во время внутриутробного развития и последующего роста организма.

Дедифференциация у броненосцев носит временный характер. Клетки размножаются, после чего трансформируются в здоровые специализированные ткани печени. Понятно, что этот процесс гораздо менее разрушителен по сравнению с происходящим в нейронах человека, когда теряется способность к самовосстановлению. Все это лишний раз показывает, что очень похожие эффекты на клеточном уровне могут привести к кардинально иным последствиям.

В настоящее время исследователи активно изучают феномен регенерации тканей. Его понимание, как кажется, позволит поддерживать здоровье различных и восстанавливать их в случае физического повреждения или болезни.

Надо сказать, что ученые в экспериментах с грызунами уже научились превращать зрелые клетки практически в стволовые, однако здесь серьезная проблема в том, что те склонны становиться раковыми. Но у броненосцев, зараженных бактериями проказы, ничего подобного не происходит. Рак печени у этих животных не развивается. Ученым не удалось обнаружить у них каких бы то ни было новообразований, опухолей или иных аномалий ткани.

Изменения, которые производят Mycobacterium leprae, практически не затрагивают гены, стимулирующие рост опухолей. Наблюдающееся перепрограммирование, скорее всего, благоприятно для самих бактерий, так как увеличение размера печени означает и прирост богатой питательными веществами среды обитания.

Здоровье хозяйского организма в данном случае выгодно для микробов, поэтому они не причиняют ему вреда. И ученые, опубликовавшие исследование о броненосцах, не собираются просто радоваться за этих милых животных. Они считают, что способны изучить их регенерацию печени и применить полученные знания к людям.

Заболевания печени ежегодно становятся причиной миллионов смертей. У человека этот орган способен самовосстанавливаться, но этого не происходит, например, при печеночной недостаточности и циррозе. Возможно, клеточные процессы, подсмотренные у броненосцев, позволят разработать методы, которые решат эту проблему. Не исключено, что ученым удастся даже освоить выращивание печени с нуля для пересадки.

Подумать только, как может очаровательное безобидное животное изменить обличье одной из самых страшных болезней в истории человечества…