Tuberkulosbakterier kan "spela döda" för att överleva immunsvaret

Vaccinet skyddar fler än 100 miljoner spädbarn varje år från allvarliga former av tuberkulos (TB), inklusive den dödliga svullnaden i hjärnan som kan utvecklas hos spädbarn. Men samma vaccin förhindrar inte den vanligare formen av TBC hos vuxna, som angriper lungorna. Detta gör att sjukdomen förblir världens dödligaste infektionssjukdom och dödar 1,25 miljoner människor per år.

Det nuvarande tuberkulosvaccinet producerar ett kraftfullt immunsvar, enligt de flesta studier. Men standardmått på immunitet förutsäger inte skydd hos vuxna. Så forskare vid Tufts Universitys Cummings School of Veterinary Medicine, University of Utah, Harvard TH Chan School of Public Health och Texas A&M University tog en ny metod – de studerade hur tuberkulosbakterien undviker immunförsvaret som är redo att förstöra den.

Deras genetiska studie på möss, som nyligen publicerades i npj Vaccines, visade att TB-bakterier i princip kan "spela döda" för att överleva immunsvaret.

Tuberkulos är också känt under sitt historiska namn, konsumtion, en term som återspeglar sjukdomens långsamma, försvagande och ofta dödliga utveckling.

”Det finns ett akut behov av bättre förebyggande åtgärder eftersom behandling ensam inte kan stoppa spridningen av tuberkulos”, säger Amanda Martino, MD, MPH, PhD, docent vid Cummings School of Veterinary Medicine och medförfattare till studien. ”När tuberkulosläkemedel blev tillgängliga för mer än 60 år sedan minskade fallen dramatiskt runt om i världen. Men tuberkulos har återvänt med hiv-epidemin och blir alltmer resistent mot traditionella antibiotika. Nu finns det bara ett fåtal nya läkemedel tillgängliga för att behandla resistent tuberkulos, vilket gör den mycket svårare att bota.”

Till skillnad från andra luftvägssjukdomar som influensa eller covid-19, som orsakas av virus och kräver ständiga vaccinuppdateringar på grund av deras frekventa mutationer, orsakas tuberkulos av en mycket genetiskt stabil bakterie, Mycobacterium tuberculosis. I teorin betyder detta att sjukdomen borde vara lätt att förebygga med ett vaccin.

I sin studie använde teamet en teknik som kallas transposoninsättningssekvensering (TnSeq) för att bestämma vilka gener bakterierna behövde för att överleva i fyra grupper av möss.

• Den första gruppen vaccinerades med ett befintligt vaccin (utvecklat för över 100 år sedan från en tuberkulosstam hos kor).
• Den andra fick ett experimentellt vaccin baserat på en mänsklig tuberkulosstam, vilket prekliniska studier har visat framkallar ett starkare immunsvar.
• Den tredje gruppen hade tidigare blivit infekterad med tuberkulos och sedan behandlad med antibiotika.
• Den fjärde gruppen (kontrollgruppen) hade aldrig exponerats för vaccinet eller infektionen.

Forskarna förväntade sig att hitta viktiga gener som bakterierna använder för att överleva i vaccinerade värddjur, och de hittade faktiskt flera potentiella mål för framtida vacciner. Men den största överraskningen var de gener som bakterierna inte behövde efter vaccination eller infektion.

"Vi blev särskilt förvånade över att vissa gener som normalt är viktiga för att bakterierna ska växa snabbt och orsaka allvarlig tuberkulosinfektion inte var lika nödvändiga när bakterierna infekterar en kropp med ett redan existerande immunsvar – oavsett om det är från vaccination eller en tidigare infektion", sa Martino.

Istället fann forskarna att tuberkulosbakterier byter strategi och förlitar sig på andra gener som hjälper dem att hantera stress och "frysa" i en ogynnsam miljö.

"Vi misstänker att bakterierna på sätt och vis 'ligger lågt' och håller tyst tills immunsvaret försvagas – oavsett om det är på grund av vaccinets effektivitet, hiv eller andra faktorer", förklarar Allison Carey, docent vid University of Utah och medförfattare till studien.

Dessa fynd kan hjälpa forskare att skapa läkemedel som kan användas tillsammans med vacciner för att hjälpa immunförsvaret att "röka ut" tuberkulos från var den gömmer sig.

Teamet fann också att olika vacciner, eller sättet de ges på, förändrar vilka gener tuberkulos behöver för att överleva. Detta visar att olika vacciner sätter olika höga press på bakterierna och öppnar vägen för nya, mer effektiva vaccin-booster-kombinationer.

”Den här bakterien är otroligt väl anpassad för att överleva i immunförsvaret”, säger Martino. ”Den har infekterat människor sedan antikens Egypten. Mer forskning behövs för att äntligen överlista tuberkulos och få denna globala nödsituation under kontroll.”