Грипп является основной причиной смерти во всем мире, особенно в годы пандемий гриппа. У людей, которые умирают от гриппа, часто возникает вторичная инфекция легких, вызванная бактериями Staphylococcus aureus (стафилококком), которая начинается через несколько дней после начала инфицирования. В новом исследовании команда ученых из Медицинской школы Маунт-Синай (Mount Sinai School Of Medicine) изучала, как грипп прокладывает путь для стафилококковой инфекции в легких. Исследование опубликовано в научном журнале Journal of Clinical Investigation.
Новизна исследования
Используя модели мышей, исследователи обнаружили, что здоровые легкие выделяют жидкость в свои воздушные мешочки (альвеолы), что предотвращает стафилококковую инфекцию. Грипп блокирует эту жидкую секрецию, ингибируя белок, называемый CFTR, что позволяет стафилококкам, вдыхаемым в воздушные мешки, прилипать к стенкам воздушных мешков, вызывать инфекцию и повреждать легкие. Лечение препаратом, активирующим CFTR, таким как ивакафтор, восстанавливает секрецию жидкости в воздушных мешочках легких, инфицированных гриппом, и восстанавливает естественную защиту воздушных мешочков от стафилококковой инфекции.
Материалы и методы исследования
Ученые применили метод для исследования живых воздушных мешочков интактных, перфузированных легких мышей. Мышей не лечили или интраназально прививали от гриппа за 24 часа до визуализации легких. Исследователи использовали розовый краситель для просмотра стенок альвеол и желтый раствор для визуализации жидкости воздушного мешочка.
Результаты исследования
В необработанных легких потеря флуоресценции желтого раствора с течением времени указывала на то, что раствор был разбавлен нефлуоресцентной жидкостью, которая секретировалась в воздушные мешочки клетками, выстилающими стенки воздушных мешочков. Напротив, в легких, инфицированных гриппом, желтая флуоресценция не пропадала, сигнализируя о том, что стенки воздушного мешка не выделяют жидкость. Обработка стенок дыхательных путей инфицированных гриппом легких активирующим CFTR препаратом ивакафтор возобновила секрецию жидкости. Последующие исследования на мышах, коинфицированных гриппом и стафилококком, показали, что потеря секреции жидкости приводит к прилипанию вдыхаемого стафилококка к стенкам дыхательных путей, что приводит к стафилококковой инфекции, повреждению легких и смерти.
Исследование раскрывает, как воздушные мешочки легких обычно защищают себя от легочной инфекции стафилококка, и показывает, как грипп разрушает эту защиту, облегчая стафилококку вызывать вторичную легочную инфекцию. В научной работе также изучается возможность назначения ивакафтора людям с гриппозной инфекцией для предотвращения вторичной стафилококковой инфекции, смертельного осложнения гриппа.
Обсуждение результатов исследования
Ученые считают, что эти результаты поддерживают потенциальное направление клинических испытаний, которые проверяют, может ли ивакафтор предотвратить вторичную стафилококковую инфекцию у людей с гриппом, что вполне осуществимо, поскольку лекарственный препарат уже используется в клинической практике как для детей, так и для взрослых и имеет хорошие показатели безопасности и переносимость.
Говоря об исследовании, Хайме Хук (Jaime Hook) из Mедицинской школы Маун-Синай заключает: «Сочетание гриппа и стафилококковой инфекции в легких смертельно опасно, особенно для маленьких детей и пожилых людей. Антибиотики не всегда устраняют стафилококковую инфекцию, поскольку она может начаться, когда инфекция уже тяжелая, и лечить ее слишком поздно, или потому, что антибиотики не работают, если бактерии к ним устойчивы. Наша работа впервые показывает, как лекарственные препараты, нацеленные на легкие, а не на бактерии, могут лечить стафилококковую инфекцию в легких, инфицированных гриппом. Мы считаем, что препараты, которые активируют белок CFTR, такие как ивакафтор, восстанавливают критический защитный механизм в легких, инфицированных гриппом, для восстановления естественной защиты легких от стафилококковой инфекции. Таким образом, введение препаратов-активаторов CFTR людям с гриппом, которые подвержены риску вторичной стафилококковой инфекции, может предотвратить начало стафилококковой инфекции, тем самым предотвратив смерть от коинфекции гриппа и стафилококка».
Авторы другого исследования заявляют, что искусственный интеллект поможет спрогнозировать устойчивость к антибиотикам