Карлос Ориуэла из Центра медицинских наук Техасского университета в Сан-Антонио, США, и его коллеги первоначально изучали причины сердечной недостаточности при инвазивном пневмококковом заболевании (когда С. pneumoniae поражают основные органы, такие как легкие, кровоток и мозг) у мышей, и впоследствии подтвердили некоторые из своих основных результатов на макаках-резус и в тканях сердца умерших пациентов-людей.
У мышей с тяжелым инвазивным пневмококковым заболеванием в крови обнаружен повышенный уровень тропонина, маркера повреждения сердца.
У них также были аномальные ЭКГ. Когда исследователи исследовали сердца мышей, они обнаружили микроскопические участки повреждения (так называемые микроповреждения) в сердечной мышце. S. pneumoniae были обнаружены в этих микроповреждениях, что указывает на способность бактерий проникать в сердце и размножаться в нем.
Рассмотрев более подробно, исследователи определили умирающие клетки сердечной мышцы в тканях, окружающих микроповреждения.
На молекулярном уровне исследователи обнаружили, что S. pneumoniae токсин пневмолизин присутствовал в микроповреждениях и ответственен за гибель клеток сердечной мышцы. Они также показали, что S. pneumoniae требует, чтобы молекула CbpA вышла из кровотока и вторглась в сердце. Более того, экспериментальная вакцина, состоящая из CbpA и нетоксичной версии пневмолизина, вырабатывала антитела, которые защищали мышей от инвазии и повреждения сердца.
Получив ткани трех макак-резус, умерших от пневмококковой пневмонии, исследователи обнаружили сердечные микроповреждения, похожие по размеру и внешнему виду на те, которые наблюдаются у мышей, но без присутствия S. pneumoniae бактерии. Ситуация была аналогичной в образцах сердца от пациентов-людей, умерших от инвазивной пневмококковой инфекции.
В двух образцах (всего было изучено девять) были обнаружены микроповреждения, но они не содержали бактерий.
Поскольку макак и людей лечили антибиотиками, исследователи задавались вопросом, были ли бактерии вызвали поражения, но впоследствии они были убиты лечением. Чтобы проверить это, они заразили мышей S. pneumoniae и лечили их антибиотиком в высоких дозах (ампициллин), когда поражения впервые проявились. Сердца этих мышей были похожи на образцы макак и людей, с явным присутствием микроповреждений, но без бактерий.
Как обсуждают исследователи, ампициллин действует, разрушая бактерии и высвобождая их содержимое, включая пневмолизин, и это может усугубить гибель клеток сердечной мышцы. Существуют альтернативные антибиотики, которые не разливают содержимое своих бактериальных мишеней, и могут быть полезны.
Впервые показав, что S. pneumoniae может напрямую повредить сердце — что могло бы помочь объяснить связь между пневмонией и неблагоприятными сердечными событиями — исследователи пришли к выводу, что «исследование заслуживает определения истинной частоты сердечных микроповреждений у пациентов, госпитализированных с инвазивным пневмококковым заболеванием, при изменении антибиотиков. терапия улучшает долгосрочные результаты, и если профилактика сердечных заболеваний является показанием для вакцинации."