Znanstveniki pri miših ustavijo bolezen, ki se prehranjuje z mesom
Bakterija, ki je glavni vzrok nekrotizirajočega fasciitisa ali bolezni, ki se prehranjuje z mesom, povzroča razširjeno, smrtonosno okužbo, tako da živčni sistem ustavi imunski sistem, da bi ga napadel.
Skupina, ki so jo vodili znanstveniki s Harvard Medical School v Bostonu, MA, je med preučevanjem taktike pospeševanja bolezni prišla do presenetljivega odkritja Streptococcus pyogenes pri miših z nekrotizirajočim fasciitisom.
O študiji lahko preberete v prispevku, ki bo kmalu objavljen v reviji Celica, kjer raziskovalci predlagajo tudi dva možna zdravljenja.
Če bi uspeli na poskusih na živalih in na ljudeh, bi lahko zdravljenje imelo izjemno vrednost, če bi vsebovalo "zelo invazivne bakterijske okužbe".
"Nekrotizirajoči fasciitis," pojasnjuje višji avtor študije Isaac M. Chiu, docent za mikrobiologijo in imunobiologijo na medicinski fakulteti Harvard, "je uničujoče stanje, ki ga je še vedno težko izzvati in ima nesprejemljivo visoko stopnjo smrtnosti."
Bolezen, ki se prehranjuje z mesom
Mesojedsko bolezen povzroča resna bakterijska okužba podkožnega tkiva, tkiva, ki leži tik pod kožo, in fascije, tkiva, ki pokriva organe, ki ležijo v telesu.
Bolezen je zelo redka; vsako leto prizadene približno 200.000 ljudi po vsem svetu, kar vključuje približno 1.200 posameznikov v ZDA.
Okužbe, ki jo lahko povzroči več vrst bakterij, ni enostavno diagnosticirati in se lahko nenadoma razvije in hitro razširi. Če se ne začne takoj zdraviti, lahko privede do "odpovedi več organov in smrti", kar se zgodi v približno 30 odstotkih primerov.
Po poškodbi živčni sistem pošlje en signal možganom, drugi pa imunskemu sistemu. Prvi signal sproži občutke bolečine, drugi pa imunskemu sistemu sporoči, da se zadrži.
Znanstveniki predlagajo, da imajo nevroni ali živčne celice to sposobnost, da imunskemu sistemu naročijo, naj zadrži, da prepreči "prekomerno uporabo" imunskih celic, ki bi lahko povzročila "stransko" škodo na zdravem tkivu.
Profesorja Chiuja je zanimalo, kako lahko to medsebojno delovanje živčnega sistema in imunskega sistema deluje pri mesnojedni bolezni, ko je odkril, da so prizadeti bolniki pogosto imeli čezmerno bolečino, ki se je pojavila, preden so se razvili simptomi.
Je mogoče, da je bakterija nekako izkoristila ta naravni dvojni odziv na poškodbo, da bi imunski sistem potlačila v lastno korist?
Bakterijski toksin sproži imunsko utišanje
Da bi to nadalje raziskali, je s sodelavci razvil mišji model bolezni, ki je prehranjevala meso, tako da je živalim vbrizgal bakterijo S. pyogenes vzorce okuženih bolnikov pri ljudeh.
Z uporabo mišičega modela so odkrili, da je toksin, ki ga proizvaja bakterija - znan kot streptolizin S - sprožilec bolečine in posledičnega utišanja imunskega sistema.
V nadaljnjih testih so miši vbrizgavali bakterije, ki so bile gensko spremenjene, tako da niso mogle proizvesti toksina. Čeprav so se miši okužile, miši niso pokazale običajne bolečine in tudi okužba ni postala invazivna.
Raziskovalci so potrdili vlogo streptolizina S z "ponovnim inženiringom" sposobnosti tvorjenja toksina nazaj v spremenjene bakterije in jih nato vnesli v iste miši. Okužba se je razvila v "polno razvito" bolezen, ki se prehranjuje z mesom.
Nato je ekipa miši dala protitelo, ki je blokiralo toksin. Simptomi bolečine pri miših so se precej zmanjšali, kar potrjuje, da je sprožilec bakterijski streptolizin S.
Osnovni molekularni mehanizmi
Raziskovalci so izvedli nadaljnje eksperimente, v katerih so raziskali osnovne molekularne mehanizme interakcije med živčnim sistemom in imunskim sistemom.
Pri njih so odkrili, da streptolizin S sproži nevrone, da pošljejo signal o bolečini v možgane. To sproži tudi nov signal imunskemu sistemu, ki povzroči, da izloča nevrotransmiter ali kemični sel, imenovan kalcitoninski gensko povezan peptid (CGRP), ki nato zadrži imunski odziv.
Ugotovili so tudi, da CGRP to stori tako, da ustavi pošiljanje nevtrofilcev in blokira njihovo sposobnost ubijanja bakterij na mestu rane.
"Učinkovito," ugotavlja profesor Chiu, "ta nevronski signal utiša alarmni sistem, ki običajno poziva borce proti telesnim okužbam, da zavirajo okužbo."
Nadalje pojasnjuje, da je tak odziv primeren, ko je rana čista in ni okužena - ne želite, da imunski sistem vstopi in vname zdravo tkivo, da bi se spopadel z okužbo, ki je ni.
Toda bakterija strep to izkoristi in se pri okužbi rane sklicuje na isto strategijo, kar omogoča neoviran razvoj bolezni.
Bolniki v zgodnji fazi nekrotizirajočega fasciitisa pogosto čutijo ogromno bolečine, vendar ne kažejo simptomov, ki bi jih lahko pričakovali, kot so rdečina, oteklina in vnetje.
Profesor Chiu in sodelavci pa predlagajo, da je to tisto, kar bi pričakovali, če iz nekega razloga ne bi bili pozvani nevtrofilci, ki sprožijo vnetje in se znebijo bakterij.
Dva možna načina za zaustavitev bolezni
Nato so znanstveniki izvedli še en niz poskusov, v katerem so bakterije vnesli v dve skupini miši: eno, pri kateri so ustavili sposobnost živčnih vlaken, da prenaša bolečinske signale, in drugo, v kateri je niso.
Ti so pokazali, da blokiranje bolečinskih živcev izboljša telesni nadzor nad okužbo.
Različni poskusi, v katerih so miši vbrizgavali botulinski nevrotoksin A - blokator živcev, ki je prisoten v kozmetičnih tretmajih proti gubam obraza - so pokazali, da lahko tak pristop deluje kot zdravljenje bolezni, ki se prehranjuje z mesom.
Injekcije zaviralca živcev celo dva dni po okužbi miši in že rane ustavile bolezen, ki je povzročila večjo poškodbo tkiva.
Raziskovalci so preizkusili tudi drug možen način spopadanja z boleznijo. Pokazali so, da so zaviralci CGRP odstranili zavore na imunskem sistemu tako, da so živčnim celicam preprečili pošiljanje signalov o zaustavitvi. Prav tako so ustavili širjenje nekrotizirajočega fasciitisa pri miših.
"Naše ugotovitve razkrivajo presenetljivo novo vlogo nevronov pri razvoju te bolezni in kažejo na obetavne protiukrepe, ki upravičujejo nadaljnje raziskovanje."
Prof. Isaac M. Chiu
