細菌、ウイルス、または有害物質に遭遇した際、固有の免疫細胞である好中球は、侵入者と戦うためにその場所に集結します。しかし、細菌やウイルスにはこれらの防御を避ける方法があります。例えば、ペスト菌（Yersinia pestis）は、免疫システムから隠れることができ、病原体がホストを圧倒するまで体内で無制限に増殖することを許します。この能力により、Y. pestisは14世紀にヨーロッパ全土にペストを広げ、ヨーロッパ人口の3分の1を死に至らしめました。現代ではペストが人間の健康に深刻な脅威をもたらすことはありませんが、ルイビル大学（UofL）の研究者たちは、免疫システムを回避するY. pestisの能力をよりよく理解し、その理解を他の病原体の制御に応用するためにY. pestisを研究しています。
「人間のペストを見ると、感染しているにもかかわらず、細菌が免疫システムから隠れているため、すぐには症状が現れないことがあります。そして突然、大量の細菌が現れ、免疫システムが圧倒され、肺ペストの場合は、個体が肺炎で死亡します」と、UofLの微生物学および免疫学部門の教授であるマシュー・ローレンツ博士（Matthew Lawrenz, PhD）は言いました。
好中球は免疫システムの最初の対応者であり、侵入者を攻撃して破壊するために他の好中球を呼び出す分子を送り出します。好中球によって感染を示す最初の分子の中には、ロイコトリエンB4（LTB4）脂質分子があります。Y. pestisは、LTB4のシグナルを抑制することで免疫応答を妨害します。ローレンツは、Y. pestisがLTB4をブロックする方法を調査するために、国立衛生研究所から新たに290万ドル、4年間の助成金を受け取りました。最終的に、彼はこの理解がY. pestisがシグナルをブロックするのを防ぐ方法につながり、おそらく、その理解を他のタイプの感染症にも応用できると期待しています。
「この歴史的病原体は免疫システムを操るのが非常に得意なので、好中球やマクロファージなどの白血球が細菌感染にどのように反応するかをよりよく理解するためのツールとして使用しています」とローレンツは述べました。「このプロジェクトでは、LTB4がペストを制御する上でなぜ重要なのかをよりよく理解するためにイェルシニアを使用しています。この理解は、肺や他の領域のほぼ任意の感染症、そしておそらくウイルスにも適用できるでしょう。」
UofLの生物防衛および新興感染症のための予測医学センターの一員であるローレンツは、ほぼ20年間にわたってペスト菌の研究を行っています。彼の以前の研究には、Y. pestisが栄養免疫として知られるホストの防御機構を克服するために鉄と亜鉛を獲得する方法の発見や、Y. pestisが免疫システムから隠れるためにホストマクロファージ内の空間を占有する方法の理解の向上が含まれています。
ローレンツの研究室の博士課程学生であるケイトリン・シェネマンも、NIHから研究者向けの名誉ある10万ドルの研究賞を受賞しました。この助成金は、免疫細胞（編集者注：および調査された他の全ての細胞）によって生成される細胞コンテナである細胞外小胞（EV）の内容がY. pestisによってどのように変更されるかを理解するための彼女の研究に資金を提供します。これらの小胞は、たんぱく質、LTB4などの脂質、および他の成分を含み、感染など、その体の一部で何が起こっているか他の細胞に通信するために血流に放出されます。
「私のプロジェクトは、Y. pestisが生成される小胞の数をどのように変更し、それらに何が梱包されているか、そして他の細胞がそれらにどのように反応しているかを見ています」とシェネマンは述べました。「ペスト菌がこれらの小胞の生成を操作できるという良い証拠がありますので、小胞が肺感染で果たす役割と、その影響が全体的な全身感染に与える影響を調べるつもりです。」
Y. pestisに対する効果的なワクチンがなく、生物兵器として使用される可能性があるため、ローレンツとシェネマンは、感染性エージェントを研究するための12の地域および2つの国立生物封じ込め研究所のネットワークの一部である、UofLのバイオセーフティレベル3施設である地域バイオ封じ込め研究所でY. pestisを研究しています。バイオセーフティレベル3施設は、研究者と公衆を調査された病原体からの暴露から保護するために、厳格な連邦安全およびセキュリティ基準に従って建設されています。
画像：エルシニア・ペスティス（Y. pestis）
