Tuberkulosebakterier kan «late som de er døde» for å overleve immunresponsen

Vaksinen beskytter mer enn 100 millioner spedbarn hvert år mot alvorlige former for tuberkulose (TB), inkludert den dødelige hevelsen i hjernen som kan utvikle seg hos spedbarn. Men den samme vaksinen forhindrer ikke den vanligste formen for tuberkulose hos voksne, som angriper lungene. Dette gjør at sykdommen forblir verdens dødeligste infeksjonssykdom, og dreper 1,25 millioner mennesker i året.

Den nåværende tuberkulosevaksinen produserer en kraftig immunrespons, ifølge de fleste studier. Men standard målinger av immunitet forutsier ikke beskyttelse hos voksne. Så forskere ved Tufts Universitys Cummings School of Veterinary Medicine, University of Utah, Harvard TH Chan School of Public Health og Texas A&M University tok en ny tilnærming – de studerte hvordan tuberkulosebakterien unngår immunforsvaret som er klargjort for å ødelegge den.

Deres genetiske studie på mus, nylig publisert i npj Vaccines, viste at tuberkulosebakterier i hovedsak kan «late som de er døde» for å overleve immunresponsen.

Tuberkulose er også kjent under sitt historiske navn, forbruk, et begrep som gjenspeiler den langsomme, svekkende og ofte dødelige utviklingen av sykdommen.

«Det er et presserende behov for bedre forebygging fordi behandling alene ikke vil stoppe spredningen av tuberkulose», sier Amanda Martino, MD, MPH, PhD, førsteamanuensis ved Cummings School of Veterinary Medicine og medforfatter av studien. «Da tuberkulosemedisiner ble tilgjengelige for mer enn 60 år siden, falt tilfellene dramatisk over hele verden. Men tuberkulose har kommet tilbake med HIV-epidemien og blir stadig mer resistent mot tradisjonelle antibiotika. Nå finnes det bare få nye medisiner tilgjengelig for å behandle resistent tuberkulose, noe som gjør den mye vanskeligere å kurere.»

I motsetning til andre luftveissykdommer som influensa eller COVID-19, som er forårsaket av virus og krever konstante vaksineoppdateringer på grunn av hyppige mutasjoner, er tuberkulose forårsaket av en svært genetisk stabil bakterie, Mycobacterium tuberculosis. I teorien betyr dette at sykdommen skal være enkel å forebygge med en vaksine.

I studien brukte teamet en teknikk kalt transposoninnsettingssekvensering (TnSeq) for å bestemme hvilke gener bakteriene trengte for å overleve i fire grupper med mus.

• Den første gruppen ble vaksinert med en eksisterende vaksine (utviklet for over 100 år siden fra en stamme av tuberkulose hos kyr).
• Den andre fikk en eksperimentell vaksine basert på en menneskelig tuberkulosestamme, som prekliniske studier har vist å indusere en sterkere immunrespons.
• Den tredje gruppen hadde tidligere blitt smittet med tuberkulose og deretter behandlet med antibiotika.
• Den fjerde gruppen (kontrollgruppen) hadde aldri blitt eksponert for vaksinen eller infeksjonen.

Forskerne forventet å finne viktige gener som bakteriene bruker for å overleve i vaksinerte verter, og de fant faktisk flere potensielle mål for fremtidige vaksiner. Men den største overraskelsen var genene som bakteriene ikke trengte etter vaksinasjon eller infeksjon.

«Vi ble spesielt overrasket over at visse gener som normalt er viktige for at bakteriene skal vokse raskt og forårsake alvorlig tuberkuloseinfeksjon, ikke var like nødvendige når bakteriene infiserer en kropp med en eksisterende immunrespons – enten det er fra vaksinasjon eller en tidligere infeksjon», sa Martino.

I stedet fant forskerne at tuberkulosebakterier endrer strategi, og er avhengige av andre gener som hjelper dem med å takle stress og «fryse» i et ugunstig miljø.

«Vi mistenker at bakteriene liksom «ligger lavt» og tier til immunresponsen er svekket – enten det er på grunn av vaksineeffektivitet, HIV eller andre faktorer», forklarer Allison Carey, førsteamanuensis ved University of Utah og medforfatter av studien.

Disse funnene kan hjelpe forskere med å lage medisiner som kan brukes sammen med vaksiner for å hjelpe immunforsvaret med å «røyke ut» tuberkulose der den gjemmer seg.

Teamet fant også ut at ulike vaksiner, eller måten de gis på, endrer hvilke gener tuberkulose trenger for å overleve. Dette viser at ulike vaksiner legger ulikt press på bakteriene, og åpner veien for nye, mer effektive vaksine-booster-kombinasjoner.

«Denne bakterien er utrolig godt tilpasset til å overleve i immunforsvaret», sier Martino. «Den har infisert folk siden det gamle Egypt. Mer forskning er nødvendig for å endelig overliste tuberkulose og få denne globale krisen under kontroll.»