Zinātnieki pārtrauc peles gaļas ēšanas slimības
Baktērija, kas ir galvenais nekrotizējošā fascīta jeb gaļas ēšanas izraisītājs, izraisa plašu, nāvējošu infekciju, liekot nervu sistēmai apturēt imūnsistēmas uzbrukumu tai.
Komanda, kuru vadīja zinātnieki no Hārvardas Medicīnas skolas Bostonā, MA, veica pārsteidzošu atklājumu, pētot slimību veicinošo taktiku. Streptococcus pyogenes pelēm ar nekrotizējošu fascītu.
Jūs varat lasīt par pētījumu drīzumā publicējamā žurnālā Šūna, kur pētnieki arī ierosina divas iespējamās ārstēšanas metodes.
Ja viņiem izdotos izmēģinājumi ar dzīvniekiem un cilvēkiem, terapijai varētu būt milzīga vērtība, iekļaujot “ļoti invazīvas bakteriālas infekcijas”.
"Nekrotizējošais fascīts," skaidro vecākais pētījuma autors Īzaks M. Čiu, kurš ir Harvardas Medicīnas skolas mikrobioloģijas un imunobioloģijas docents, "ir postošs stāvoklis, kuru joprojām ir ārkārtīgi grūti ārstēt, un mirstības līmenis ir nepieņemami augsts."
Gaļas ēšanas slimība
Gaļas ēšanas slimību izraisa nopietna zemādas audu baktēriju infekcija, audi, kas atrodas tieši zem ādas, un fascija, audi, kas aptver orgānus, kas atrodas ķermeņa iekšienē.
Slimība ir ļoti reta; katru gadu tas skar aptuveni 200 000 cilvēku visā pasaulē, tostarp Amerikas Savienotajās Valstīs ir aptuveni 1200 cilvēku.
Infekciju, ko var izraisīt vairāki baktēriju veidi, nav viegli diagnosticēt, un tā var pēkšņi attīstīties un strauji izplatīties. Ja to neārstē nekavējoties, tas var izraisīt "vairāku orgānu mazspēju un nāvi", kas notiek apmēram 30 procentos gadījumu.
Pēc traumas nervu sistēma nosūta vienu signālu smadzenēm, bet otru - imūnsistēmai. Pirmais signāls izraisa sāpju sajūtas, bet otrais liek imūnsistēmai kavēties.
Zinātnieki ierosina, ka neironiem vai nervu šūnām ir šī spēja uzdot imūnsistēmai kavēties, lai novērstu imūno šūnu “pārmērīgu izvietošanu”, kas varētu izraisīt “blakus” kaitējumu veseliem audiem.
Prof. Čiu sāka interesēties par to, kā šī nervu sistēmas un imūnsistēmas mijiedarbība varētu darboties gaļas ēšanas slimībās, kad atklāja, ka slimie pacienti bieži piedzīvo pārmērīgu sāpju līmeni, kas radās pirms simptomu parādīšanās.
Vai tas varētu būt tāds, ka baktērija kaut kā izmantoja šo dabisko divkāršo reakciju uz ievainojumiem, lai nomāktu imūnsistēmu savā labā?
Baktēriju toksīns izraisa imūno klusēšanu
Lai to tālāk izpētītu, viņš un viņa kolēģi izstrādāja peles gaļas ēšanas slimību modeli, injicējot dzīvniekiem baktēriju S. pyogenes no inficētiem cilvēkiem.
Izmantojot peles modeli, viņi atklāja, ka baktērijas radītais toksīns - pazīstams kā streptolizīns S - ir sāpju un pēc tam imūnās sistēmas apklusināšanas izraisītājs.
Turpmākajos testos viņi injicēja pelēm baktērijas, kas bija ģenētiski modificētas, lai tās nevarētu radīt toksīnu. Lai arī tās inficējās, pelēm neizrādījās parastās sāpes un infekcija arī netika invazīva.
Pētnieki apstiprināja streptolizīna S lomu, “pārveidojot” toksīnu radošās spējas atpakaļ modificētajās baktērijās un pēc tam ievietojot tās pašās pelēs. Infekcija pārvērtās par “pilnvērtīgu” gaļas ēšanas slimību.
Pēc tam komanda pelēm iedeva antivielu, kas bloķēja toksīnu. Pelēm sāpju simptomi bija daudz mazināti, apstiprinot, ka baktēriju streptolizīns S bija izraisītājs.
Pamata molekulārie mehānismi
Pētnieki veica turpmākus eksperimentus, kuros pētīja nervu sistēmas un imūnsistēmas mijiedarbības pamatā esošos molekulāros mehānismus.
Tajos viņi atklāja, ka streptolizīns S iedarbina neironus, lai nosūtītu sāpju signālu smadzenēm. Tas arī izraisa vēl vienu signālu imūnsistēmai, kas liek tai izdalīt neirotransmiteru vai ķīmisko kurjeru, ko sauc par kalcitonīna gēniem saistīto peptīdu (CGRP), kas pēc tam kavē imūno atbildi.
Viņi arī atklāja, ka CGRP to dara, gan apturot neitrofilu nosūtīšanu, gan bloķējot to spēju iznīcināt baktērijas brūces vietā.
"Efektīvi," atzīmē prof. Čiu, "šis neironu signāls apklusina trauksmes sistēmu, kas parasti aicina ķermeņa infekcijas cīnītājus ierobežot infekciju."
Viņš turpina paskaidrot, ka šāda reakcija ir piemērota, ja brūce ir tīra un nav inficēta - jūs nevēlaties, lai imūnsistēma nonāktu un iekaisinātu veselus audus, mēģinot tikt galā ar infekciju, kuras nav.
Bet streptokoku baktērija to izmanto un izmanto to pašu stratēģiju, kad brūce ir inficēta, ļaujot slimībai netraucēti attīstīties.
Nekrotizējošā fascīta agrīnā stadijā esošie pacienti bieži izjūt milzīgas sāpes, bet neizrāda simptomus, kādus varētu sagaidīt, piemēram, apsārtumu, pietūkumu un iekaisumu.
Profesors Čiu un kolēģi tomēr iesaka, ka tas ir tas, ko jūs varētu sagaidīt, ja kādu iemeslu dēļ netika izsaukti neitrofīli, kas izraisa iekaisumu un atbrīvojas no baktērijām.
Divi iespējamie slimības apturēšanas veidi
Pēc tam zinātnieki veica vēl vienu eksperimentu kopumu, kurā baktērijas ieviesa divās peles grupās: vienā, kurā viņi bija apturējuši nervu šķiedru spēju pārnēsāt sāpju signālus, un citā, kurā to nebija.
Tie parādīja, ka sāpju nervu bloķēšana uzlaboja ķermeņa kontroli pār infekciju.
Dažādi eksperimenti, kuros pelēm injicēja botulīna neirotoksīnu A - nervu blokatoru, kas atrodas sejas pretgrumbu kosmētiskajās procedūrās, parādīja, ka šāda pieeja var darboties kā ārstēšana ar gaļu ēdošām slimībām.
Nervu bloķētāja injekcijas pat 2 dienas pēc tam, kad peles bija pirmo reizi inficētas, un brūces jau apturēja slimību, izraisot vairāk audu bojājumu.
Pētnieki arī pārbaudīja vēl vienu iespējamo slimības apkarošanas veidu. Viņi parādīja, ka CGRP blokatori noņem imūnsistēmas bremzes, neļaujot nervu šūnām sūtīt apstāšanās signālus. Viņi arī pārtrauca nekrotizējošā fascīta izplatīšanos pelēm.
"Mūsu atklājumi atklāj pārsteidzoši jaunu neironu lomu šīs slimības attīstībā un norāda uz daudzsološiem pretpasākumiem, kas prasa turpmāku izpēti."
Profesors Īzaks M. Čiu
