káros baktériumok álarcos, mint a vörös vérsejtek, hogy elkerüljék az immunrendszert

még egyes sejtek kell néha mesterek álruhában.

különböző típusú káros baktériumok például emberi sejtekként álcázzák magukat, hogy elkerüljék az immunrendszert, felületüket olyan molekulákkal takarják be, amelyek hasonlítanak a miénkre. Az okos trükk hatékonyan “láthatatlanná teszi a kórokozókat” – mondja David Gonzalez, a San Diego-i Kaliforniai Egyetem biokémikusa és mikrobiológusa.

Gonzalez és csapata felfedezte ennek a mikrobiális mimikának egy új formáját, ami különösen hátborzongató. Annak elkerülése érdekében, hogy az immunrendszer elfojtsa őket, a strep torkát okozó baktériumok szétszakítják a vörösvértesteket, majd a törmelékbe öltöznek, amint azt ma a Cell Reports folyóirat jelentette.

amikor ez a stratégia működik, az a csoport streptococcusnak (a csoport strep) nevezett baktériumok rejtve maradnak, miközben pusztítást okoznak a testben, a tanulmány egérkísérletei azt mutatják. De amikor a szangvinikus álruháért felelős baktériumban lévő fehérjét kivágják a strep genomjából, a mikrobák szabadon maradnak, lehetővé téve az immunrendszer számára, hogy megtámadja a kórokozókat és megakadályozza a potenciálisan halálos fertőzést.

az A csoport strep véres eltűnése mögött álló biológia megértése elősegítheti az új gyógyszerek keresését, amelyek “feloldják a baktériumokat, hogy hatékonyan eltávolítsák vagy elpusztítsák őket”-mondja Martina Sanderson-Smith, az Ausztrál Wollongong Egyetem Molekuláris mikrobiológusa, aki nem vett részt a tanulmányban. “Ez a felfedezés tudományának legjobb példája.”

a kórokozók között az a csoport strep valami svájci hadsereg kés. Ezek a sokoldalú mikrobák kolonizálhatják a bőrt, a torkot, a nemi szerveket és még sok mást, és évente több száz millió embert fertőznek meg. Sok fertőzés nem halad tovább, mint egy bosszantó kiütés vagy torokfájás, de súlyosabb körülmények között a baktériumok olyan állapotokkal fenyegethetik az életet, mint a reumás láz, a toxikus sokk szindróma vagy a húsevő betegség.

a Max-Planck-Fertőzésbiológiai Intézet mikrobiológusa előkészíti a Streptococcus pyogenes törzs baktériumtelepét, az a csoport strep elsődleges faját egy vér agar lemezen. (Wolfgang Kumm / kép Szövetség a Getty Images-en keresztül)

bár léteznek antibiotikumok az a csoportba tartozó strep ellen, egyes gyógyszerekkel szembeni rezisztencia világszerte növekszik a törzsek között, és a kereskedelemben nem állnak rendelkezésre oltások. Új kezelések megtalálása ezeknek a kórokozóknak a leküzdésére-mondja Gonzalez-megakadályozhatja az évente okozott 500 000 plusz halálesetek egy részét.

annak nagy része, hogy az A csoportba tartozó strep hogyan képes túljárni a test védekezőképességén, továbbra is rejtélyes. Annak érdekében, hogy jobban megértsék a baktériumok megfoghatatlan módjait, Gonzalez és laboratóriuma az elmúlt években a kórokozó által a fertőzés során termelt molekulák sorozatát tanulmányozta. Ezen molekulák egy része a vörösvérsejtekhez tapad, beleértve egy maroknyi fehérjét, amely darabokra tépheti a sejteket.

de amikor a kutatók vérsejtekkel bevont nanorészecskéket használtak csaliként, csapdába ejtettek egy új fehérjét, az S proteint. A vérsejtek szétszakítása helyett ez a molekula lehetővé tette a baktériumok számára, hogy ragaszkodjanak a hátrahagyott darabokhoz.

először az S protein látszólag ártalmatlan ragadóssága zavarba hozta Gonzalezt és csapatát. De hamar rájöttek, hogy ez lehetővé teheti a baktériumok átjutását, mint azok a sejtek, amelyeket elpusztítottak—a juhok ruhájában lévő farkasok mikroszkopikus megfelelője.

a megtévesztés szokatlan taktika, de hatékony, mondja Anaamika Campeau, a Gonzalez laboratóriumának biokémikusa. Annak érdekében, hogy elrejtsék azokat a tulajdonságokat, amelyek az a csoportot idegen betolakodóként terhelhetik, a mikrobák olyan sejtdarabokkal vakolják magukat, amelyeket az immunrendszer folyamatosan lát, és tudja, hogy nem támadnak meg-magyarázza. “Amint eljutottunk ehhez az ötlethez, minden a helyére került.”

az a csoportba tartozó strep és a vörösvérsejtek közötti kölcsönhatás olyan erős volt, hogy a baktériumok fényes bíborvörössé váltak, amikor emberi vér oldatává váltak. Az immunsejtek, amelyeket a véres álruhák legyengítettek, nagyrészt nem tudták elfogni és megölni a leendő betolakodókat.

amikor a kutatók létrehoztak egy mutáns baktériumtörzset, amely nem tudott s fehérjét előállítani, azonban küzdött, hogy álcázza magát, csak halvány rózsaszínűvé vált a vér jelenlétében. A módosított kórokozók nem tévesztették meg az immunsejteket, amelyek gyorsan felfalták célpontjaikat.

a normál a csoport strep (jobbra) élénkvörösre vált, amikor vörösvértestekkel keverednek, vérsejteknek álcázva magukat. A csoport strep hiányzó s fehérje (középső) csak halványan rózsaszín. A törzs S fehérje hozzáadott vissza (jobbra) néz normális. (Wierzbicki et al. / Cella jelentések 2019)

az S protein kitérő hatásainak tesztelésére a kutatók ezután mind a két baktériumtörzset egerekbe injektálták. Míg a tipikus a csoportba tartozó strep-vel fertőzött állatok szinte mindegyike gyorsan lefogyott és elpusztult, minden egér, amely megkapta a mutáns mikrobákat, túlélte és egészséges méretben maradt.

a különbség annyira szembetűnő volt, hogy Gonzalez és csapata először biztos volt benne, hogy hibát követtek el. De még a mutáns baktériumok halálos dózisánál is többet mond: “az egerek még mindig olyan boldogok voltak, amennyire csak lehet.”

a gazdasejteket utánzó mikrobák nem új biológiai trükk ” – mondja Tiara P. Enterprez Morales, a bencés Egyetem Molekuláris mikrobiológusa, aki nem vett részt a tanulmányban. De az új tanulmány telekcsavart tesz egy régi történetre. “Jelmezt vesznek fel, és úgy tesznek, mintha vörösvérsejtek lennének” – mondja. “Nem hiszem, hogy bármi más hasonlóra tudnék gondolni.”

az S fehérje elvesztése olyan súlyosan megbénítja a baktériumokat, hogy a molekula vonzó célpont lehet az új gyógyszerek számára a jövőben ” -mondja Sanderson-Smith. A fehérje aktivitásának blokkolása a fertőzés során lényegében elhagyja a baktériumokat a buff-ban, segítve az immunsejteket a kórokozók azonosításában és elpusztításában.

a grafikus absztrakt kórokozó csoport Streptococcus álcázott, mint a vörös vérsejtek. (Dorota Wierzbicki)

Gonzalez reméli, hogy az S-fehérje alapú kezelések túlmutatnak az a csoport strep egyszerű leleplezésén. Miután megkapta a mutáns baktériumok tetemes adagját, az egerek elkezdték kiüríteni az immunfehérjéket—ez azt jelzi, hogy a megváltozott törzs figyelmeztette a testet a jelenlétére anélkül, hogy komoly kárt okozott volna neki. A mikrobák, úgy tűnt, élő vakcinává váltak.

ezután a csapat egy utolsó kísérletet végzett, az egereket a mutáns baktériumokkal vagy sóoldattal adagolva, mielőtt három héttel később újrafertőzték őket normál a csoport strep-vel. Míg a sóoldatot kapott állatok 90 százaléka tíz napon belül elpusztult, a nyolc egér közül hét, amely először volt kitéve a mutáns törzsnek, áthúzódott.

“izgalmas volt látni” – mondja P. D. A. R. Morales, hozzátéve, hogy az eredmények különösen jelentősnek bizonyulhatnak, ha megismételhetők a Streptococcus nemzetség más tagjaiban, amely számos más kórokozót is tartalmaz, amelyek úgy tűnik, hogy szintén S-fehérjét termelnek.

de P ons Morales és Sanderson-Smith arra figyelmeztet, hogy sokkal többnek kell történnie ahhoz, hogy az emberi vakcinázás megfontolható legyen. A mikrobák és az immunsejtek rendkívül összetettek és folyamatosan fejlődnek, és ami egerekben működik, az nem mindig fordul elő emberekben. Más oltóanyagjelöltek ígéretet mutattak az évek során, de számos akadályba ütköztek, amelyek távol tartották őket a klinikától.

mégis, mivel az antibiotikum-rezisztencia kérdése világszerte folytatódik, ez a tanulmány kiemeli a kreatív új megközelítések alkalmazásának fontosságát a kezelésben. “Alternatívákra van szükségünk” – mondja P. Enterprez Morales. “Ezt a problémát nem lehet csak úgy antibiotikumokkal kezelni.”

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.