Vedci zastavujú u myší choroby spojené s konzumáciou mäsa
Baktéria, ktorá je hlavnou príčinou nekrotizujúcej fasciitídy alebo choroby konzumujúcej mäso, spôsobuje rozsiahlu smrteľnú infekciu tým, že nervový systém zastaví v útoku imunitného systému.
Tím, ktorý viedli vedci z Harvardskej lekárskej fakulty v Bostone, urobil prekvapivý objav pri štúdiu taktiky propagácie chorôb Streptococcus pyogenes u myší s nekrotizujúcou fasciitídou.
O štúdii sa dočítate v článku, ktorý bude čoskoro publikovaný v časopise Bunka, kde vedci taktiež navrhujú dve potenciálne liečby.
Ak by uspeli v pokusoch na zvieratách a na ľuďoch, liečba by mohla mať nesmiernu hodnotu v tom, že obsahuje „vysoko invazívne bakteriálne infekcie“.
„Nekrotizujúca fasciitída“, vysvetľuje hlavný autor štúdie Isaac M. Chiu, ktorý je odborným asistentom mikrobiológie a imunobiológie na Harvardskej lekárskej fakulte, „je zničujúci stav, ktorý je naďalej mimoriadne náročný na liečbu a ktorého úmrtnosť je neprijateľne vysoká.“
Ochorenie konzumujúce mäso
Ochorenie konzumujúce mäso je spôsobené vážnou bakteriálnou infekciou podkožného tkaniva, tkaniva ležiaceho tesne pod kožou a fascie, čo je tkanivo pokrývajúce orgány ležiace vo vnútri tela.
Choroba je veľmi zriedkavá; každý rok postihuje približne 200 000 ľudí na celom svete, čo zahŕňa asi 1 200 jednotlivcov v Spojených štátoch.
Infekciu, ktorú môže spôsobiť niekoľko druhov baktérií, nie je ľahké diagnostikovať a môže sa náhle vyvinúť a rýchlo sa šíriť. Ak nebude liečený rýchlo, môže to mať za následok „zlyhanie a smrť viacerých orgánov“, ku ktorému dochádza v asi 30 percentách prípadov.
Po úraze nervový systém vysiela jeden signál do mozgu a druhý do imunitného systému. Prvý signál vyvoláva pocity bolesti a druhý hovorí imunitnému systému, aby sa zdržal.
Vedci tvrdia, že neuróny alebo nervové bunky majú túto schopnosť inštruovať imunitný systém, aby sa držal späť, aby sa zabránilo „nadmernému rozmiestneniu“ imunitných buniek, ktoré by mohlo spôsobiť „vedľajšie“ poškodenie zdravého tkaniva.
Profesor Chiu sa začal zaujímať o to, ako môže táto interakcia nervového systému a imunitného systému fungovať pri chorobe konzumácie mäsa, keď zistil, že postihnutí pacienti často pociťovali nadmernú úroveň bolesti, ktorá sa vyskytla pred objavením sa príznakov.
Je možné, že táto baktéria nejako využívala túto prirodzenú dvojitú reakciu na zranenie, aby potlačila imunitný systém vo svoj prospech?
Bakteriálny toxín spúšťa utíšenie imunity
Aby to mohol ďalej skúmať, vyvinul spolu so svojimi kolegami myšací model choroby konzumujúcej mäso injekciou baktérie zvieratám. S. pyogenes od infikovaných ľudských pacientov.
Pomocou modelu myši zistili, že toxín produkovaný baktériou - známy ako streptolyzín S - bol spúšťačom bolesti a následného utíšenia imunitného systému.
V ďalších testoch injikovali myšiam baktérie, ktoré boli geneticky upravené tak, aby nedokázali produkovať toxín. Po infikovaní myši nevykazovali obvyklú bolesť a infekcia sa nestala invazívnou.
Vedci potvrdili úlohu streptolyzínu S „opätovným inžinierstvom“ schopnosti produkovať toxíny späť do modifikovaných baktérií a ich zavedením do rovnakých myší. Z infekcie sa vyvinula „plnohodnotná“ choroba, ktorá sa živí mäsom.
Tím potom dal myšiam protilátku, ktorá blokovala toxín. Príznaky bolesti u myší boli oveľa menšie, čo potvrdzuje, že spúšťačom bol bakteriálny streptolyzín S.
Základné molekulárne mechanizmy
Vedci uskutočnili ďalšie experimenty, v ktorých skúmali základné molekulárne mechanizmy interakcie medzi nervovým systémom a imunitným systémom.
V týchto štúdiách zistili, že streptolyzín S spúšťa neuróny, aby vysielali signál bolesti do mozgu. To tiež spúšťa ďalší signál do imunitného systému, ktorý spôsobuje, že vylučuje neurotransmiter alebo chemický posol nazývaný peptid súvisiaci s génom kalcitonínu (CGRP), ktorý potom brzdí imunitnú odpoveď.
Tiež zistili, že CGRP to robí tak, že zastavuje odosielanie neutrofilov, tak blokuje ich schopnosť zabíjať baktérie v mieste poranenia.
„Účinne,“ poznamenáva profesor Chiu, „tento neurónový signál stíši poplašný systém, ktorý zvyčajne vyzýva bojovníkov proti infekcii tela, aby potlačili infekciu.“
Ďalej vysvetľuje, že takáto reakcia je vhodná, ak je rana čistá a nie je infikovaná - nechcete, aby imunitný systém prichádzal dovnútra a zapálil zdravé tkanivo v snahe vyrovnať sa s infekciou, ktorá tam nie je.
Baktéria strep však toto využíva a pri infikovaní rany vyvoláva rovnakú stratégiu, čo umožňuje nerušený rozvoj choroby.
Pacienti v ranom štádiu nekrotizujúcej fasciitídy často pociťujú obrovské množstvo bolesti, ale neprejavujú príznaky, ktoré by ich mohli sprevádzať - ako je začervenanie, opuch a zápal.
Prof. Chiu a kolegovia však naznačujú, že to je to, čo by ste očakávali, keby z nejakého dôvodu neboli vyvolané neutrofily, ktoré spôsobujú zápal a zbavujú sa baktérií.
Existujú dva možné spôsoby zastavenia choroby
Vedci potom uskutočnili ďalšiu sériu experimentov, pri ktorých zaviedli baktérie do dvoch skupín myší: jednej, v ktorej zastavili schopnosť nervových vlákien prenášať signály bolesti, a druhej, v ktorej sa tak nestalo.
Ukázali, že blokovanie bolestivých nervov zlepšilo kontrolu tela nad infekciou.
Rôzne experimenty, v ktorých sa myšiam injekčne aplikoval botulínový neurotoxín A - blokátor nervov, ktorý je prítomný v kozmetických ošetreniach proti vráskam na tvári, ukázali, že takýto prístup môže fungovať ako liečba chorôb spôsobených stravou.
Injekcie nervového blokátora aj 2 dni po prvej infekcii myší, ktoré už mali rany, zastavili ochorenie a spôsobili ďalšie poškodenie tkaniva.
Vedci tiež testovali ďalší možný spôsob riešenia choroby. Ukázali, že blokátory CGRP odstránili brzdy imunitného systému zastavením nervových buniek v odosielaní zastavených signálov. Zastavili tiež nekrotizáciu šírenia fasciitídy u myší.
"Naše objavy odhaľujú prekvapivo novú úlohu neurónov vo vývoji tejto choroby a poukazujú na sľubné protiopatrenia, ktoré si vyžadujú ďalší výskum."
Prof. Isaac M. Chiu
