非病原性レプトスピラは病気から守るかもしれない
研究によると、無害なレプトスピラに触れることで、有害な株への免疫力が向上するかもしれないって。
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レプトスピラ症はレプトスピラというバイ菌によって引き起こされる病気で、人間と動物の両方に影響を与えるんだ。特に暖かくて湿った地域でよく見られる病気で、毎年約65,000人がこの病気で亡くなってる。人間にだけじゃなくて、特に農業用に飼われている動物にも大きな健康問題を引き起こして、熱帯地域では特に経済的損失が大きいんだ。
レプトスピラ症の診断は難しいことが多くて、初期の症状が他の病気に似てるから、治療が遅れちゃうこともあるんだ。2020年から2022年の間にニューヨークとカリフォルニアでレプトスピラ症のアウトブレイクがあって、早急にこの病気を管理する新しい方法が必要だってことが浮き彫りになったんだ。動物用と人間用のワクチンも開発されてるけど、特定の株にしか効かないことが多くて、すべてのタイプのレプトスピラに広く効果があるわけじゃないんだ。
レプトスピラのグループ
レプトスピラ菌は病原菌と腐生菌の2つの主要なグループに分けられるんだ。病原菌は病気を引き起こすやつで、腐生菌はそうじゃない。病原菌は、病気を引き起こす能力や遺伝子の特徴に基づいていくつかのサブグループにさらに分かれてる。一つのサブグループ、P1にはL. interrogansみたいな高病原性のバイ菌が含まれ、別のサブグループ、S1にはL. biflexaみたいな非病原性の株が含まれてる。後者は水や土の中に自然に存在してるんだ。
感染は通常、バイ菌に汚染された水に切り傷や粘膜を通して接触することで起こるんだ。腐生性の株、L. biflexaは病気を引き起こさないけど、環境の中では病原性の株と一緒に存在してる。
以前の研究
以前の研究では、L. biflexaがマウスの強い免疫反応を引き起こすことが示されてたんだ。これが新しい疑問を生んだ:L. biflexaによって誘発された免疫反応が、将来の病原株感染に対して何らかの保護を与える可能性はあるのか?この疑問が今回の研究につながったんだ。
研究の概要
私たちの研究では、オスのマウスを使ってL. biflexaへの曝露が、その後の病原性L. interrogansに対する挑戦結果に影響を与えるかどうかを調べたんだ。マウスにL. biflexaを導入した後、L. interrogansに曝露させた。体重、健康状態、免疫反応を注意深く観察したよ。
方法
オスのC3H/HeJマウスを購入して、清潔な環境で飼育したよ。サプロフィティック株のL. biflexaと病原株のL. interrogansを得て、特定の培地で育てたんだ。マウスはL. biflexaかコントロール溶液に曝露された後、L. interrogansに直面した。
感染の設定
2つの主要な実験が行われた。一つの設定では、一度だけL. biflexaに曝露されたマウスをL. interrogansに挑戦させた。もう一つの設定では、病原性細菌に直面する前にL. biflexaを2回投与したマウスがいたんだ。挑戦後、体重、生存、腎臓組織や尿中のウイルス量を監視したよ。
結果
体重と生存
最初の実験では、L. biflexaに曝露されたマウスは、L. interrogansに挑戦される前に体重の減少がかなり少ないことがわかったんだ。実際、L. biflexaに曝露されたマウスの75%が生存したよ。これはすごく重要な発見で、他のグループは誰も生存しなかったからね。
二回の曝露を受けた2番目の実験では、すべてのマウスがL. interrogansに対する挑戦に生存した。病原性のバイ菌だけを受けたマウスは体重が減ったけど、回復しなかったんだ。
免疫反応
免疫反応を調べたところ、L. biflexaに先に曝露されたことで、体内でのL. interrogansの広がりは完全に止められなかった。でも、病気に対するある程度の保護はあったみたいで、マウスの腎臓には免疫細胞の浸潤が少なかったんだ。
腎臓組織の変化も見て、L. biflexaに曝露されたマウスは腎臓が健康で、損傷が少ないことがわかったよ。
抗体とT細胞
L. interrogansに特異的な抗体のレベルは、L. biflexaに曝露されたマウスで増加したんだ。特に、IgG2a型の抗体がこれらのマウスでかなり高くなっていて、強い免疫反応を示してたよ。ヘルパーT細胞もL. biflexaに曝露されたマウスで多かったから、彼らの免疫システムが病原性のバイ菌に対して積極的に反応していたことを示してるんだ。
結果の意味
これらの結果は、非病原性のレプトスピラへの曝露と病原株の将来の感染への対処能力との間に興味深い関係があることを示唆してるんだ。L. biflexaへの曝露がマウスの健康を維持するのを助けただけじゃなくて、免疫システムがより効果的に反応する準備ができていたんだ。
この研究はワクチン開発にとって重要な考慮事項を生むよ。従来のワクチンは特定の株をターゲットにしてるけど、レプトスピラの生きた腐生株を利用することで、さまざまな株に対してより広い保護を提供できるかもしれないんだ。これは現在のワクチンの限界への解決策になり得るよ。
結論
要するに、この研究は非病原性のレプトスピラ株への曝露が免疫反応を高め、病原株に直面したときの病気の重症度を減少させることができることを示してるんだ。これはワクチン開発の新しい道を提供して、異なる株が免疫システム内でどう相互作用するかを理解する重要性を強調しているよ。今後の研究では、この知識が他の病気にもどう応用できるかを探求して、レプトスピラ症や他の感染症に対する公衆衛生対策を大きく改善できる可能性があるね。
タイトル: Exposure to live saprophytic Leptospira before challenge with a pathogenic serovar prevents severe leptospirosis and promotes kidney homeostasis
概要: Previous studies demonstrated that Leptospira biflexa, a saprophytic species, triggers innate immune responses in the host during early infection. This raised the question of whether these responses could suppress a subsequent challenge with pathogenic Leptospira. We inoculated C3H/HeJ mice with a single or a double dose of L. biflexa before challenge with a pathogenic serovar, L. interrogans serovar Copenhageni FioCruz (LIC). Pre-challenge exposure to L. biflexa did not prevent LIC dissemination and colonization of the kidney. However, it rescued weight loss and mouse survival thereby mitigating disease severity. Unexpectedly, there was correlation between rescue of overall health (weight gain, higher survival, lower kidney fibrosis marker ColA1) and higher shedding of LIC in urine. This stood in contrast to the L. biflexa unexposed LIC challenged control. Immune responses were dominated by increased frequency of effector T helper (CD4+) cells in spleen, as well as significant increases in serologic IgG2a. Our findings suggest that exposure to live saprophytic Leptospira primes the host to develop Th1 biased immune responses that prevent severe disease induced by a subsequent challenge with a pathogenic species. Thus, mice exposed to live saprophytic Leptospira before facing a pathogenic serovar may withstand infection with far better outcomes. Furthermore, a status of homeostasis may have been reached after kidney colonization that helps LIC complete its enzootic cycle. SignificancePrevious evidence of host innate immunity induced by live saprophytic Leptospira in mice led us to posit that these responses might mitigate leptospirosis severity upon a subsequent challenge with a pathogenic serovar. In this study, we validated our hypothesis. This is important for development of novel strategies to control leptospirosis and for understanding the epidemiologic risk factors of this and other infectious diseases transmitted by direct contact between pathogen and host. Unexpectedly, these studies also show that there is a correlation between kidney health after L. interrogans infection (less fibrosis marker ColA1) and higher shedding of this spirochete in urine. This suggests that a status of homeostasis may be reached after kidney colonization by L. interrogans that helps the spirochete fulfill its enzootic cycle.
著者: Maria Gomes-Solecki, S. Kundu, A. Shetty
最終更新: 2024-07-01 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.01.582981
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.01.582981.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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