Znanstvenici zaustavljaju bolest jedenja mesa kod miševa
Bakterija koja je glavni uzrok nekrotizirajućeg fasciitisa ili bolesti koja jede meso, uzrokuje široko rasprostranjenu, smrtonosnu infekciju prisiljavajući živčani sustav da zaustavi imunološki sustav da ga napadne.
Istraživači istražuju bakterijsku infekciju koja uzrokuje nekrotizirajući fasciitis.Tim koji su vodili znanstvenici s Harvard Medical School u Bostonu, MA, učinio je iznenađujuće otkriće proučavajući taktike promicanja bolesti Streptococcus pyogenes u miševa s nekrotizirajućim fasciitisom.
O studiji možete pročitati u članku koji će uskoro biti objavljen u časopisu Ćelija, gdje istraživači također predlažu dva potencijalna tretmana.
Ako uspiju u pokusima na životinjama i ljudima, tretmani bi mogli imati ogromnu vrijednost u sadržavanju „visoko invazivnih bakterijskih infekcija“.
"Nekrotizirajući fasciitis", objašnjava stariji autor studije Isaac M. Chiu, koji je docent mikrobiologije i imunobiologije na Medicinskom fakultetu Harvard, "pogubno je stanje koje je i dalje izuzetno izazovno za liječenje i ima neprihvatljivo visoku stopu smrtnosti."
Bolest koja jede meso
Bolest koja jede meso uzrokovana je ozbiljnom bakterijskom infekcijom potkožnog tkiva, tkiva koje leži tik ispod kože i fascije, tkiva koje pokriva organe koji leže u tijelu.
Bolest je vrlo rijetka; svake godine utječe na približno 200 000 ljudi širom svijeta, što uključuje oko 1200 pojedinaca u Sjedinjenim Državama.
Infekciju - koju mogu uzrokovati nekoliko vrsta bakterija - nije lako dijagnosticirati, a može se naglo razviti i brzo se proširiti. Ako se odmah ne liječi, može rezultirati "zatajenjem višestrukih organa i smrću", što se događa u oko 30 posto slučajeva.
Nakon ozljede, živčani sustav šalje jedan signal mozgu, a drugi imunološkom sustavu. Prvi signal pokreće osjećaje boli, a drugi govori imunološkom sustavu da se suzdrži.
Znanstvenici sugeriraju da neuroni ili živčane stanice imaju ovu sposobnost da nalože imunološkom sustavu da se suzdrži kako bi spriječio "prekomjerno raspoređivanje" imunih stanica koje bi mogle prouzročiti "kolateralnu" štetu na zdravom tkivu.
Profesor Chiu zainteresirao se za to kako bi ova interakcija živčanog sustava i imunološkog sustava mogla funkcionirati kod bolesti koja jedu meso kada je otkrio da su pogođeni pacijenti često imali pretjeranu razinu boli koja se pojavila prije nego što su se simptomi razvili.
Može li biti da je bakterija nekako iskoristila ovaj prirodni dvostruki odgovor na ozljedu kako bi potisnula imunološki sustav u svoju korist?
Bakterijski toksin pokreće prigušivanje imunosti
Da bi to dalje istražili, on i njegovi kolege razvili su mišji model bolesti koja jede meso ubrizgavanjem životinja bakteriji S. pyogenes uzorkovan od zaraženih ljudskih pacijenata.
Koristeći mišji model, otkrili su da je toksin koji stvara bakterija - poznat kao streptolizin S - okidač za bol i naknadno utišavanje imunološkog sustava.
U daljnjim testovima ubrizgavali su miševe bakterijama koje su genetski napravljene tako da ne mogu proizvesti toksin. Iako su se zarazili, miševi nisu pokazivali uobičajenu bol, a niti je infekcija postala invazivna.
Istraživači su potvrdili ulogu streptolizina S "ponovnim inženjeringom" sposobnosti stvaranja toksina natrag u modificirane bakterije, a zatim ih uvodeći u iste miševe. Infekcija se razvila u „potpuno razvijenu“ bolest koja jede meso.
Tada je tim miševima dao antitijelo koje blokira toksin. Simptomi boli miševa bili su znatno smanjeni, što je potvrdilo da je okidač bakterijski streptolizin S.
Temeljni molekularni mehanizmi
Istraživači su proveli daljnje eksperimente u kojima su istraživali osnovne molekularne mehanizme interakcije između živčanog i imunološkog sustava.
U njima su otkrili da streptolizin S pokreće neurone da šalju signal boli u mozak. To također pokreće još jedan signal imunološkom sustavu koji uzrokuje da luči neurotransmiter ili kemijski glasnik, nazvan peptid povezan s genom kalcitonina (CGRP), koji zatim koči imunološki odgovor.
Također su otkrili da CGRP to čini zaustavljanjem slanja neutrofila i blokiranjem njihove sposobnosti da ubijaju bakterije na mjestu rane.
"Učinkovito", napominje prof. Chiu, "ovaj neuronski signal utišava alarmni sustav koji obično poziva borce protiv tjelesnih infekcija da obuzdaju infekciju."
Dalje objašnjava da je takav odgovor prikladan kada je rana čista i nije zaražena - ne želite da imunološki sustav ulazi i upali zdravo tkivo u pokušaju suočavanja s infekcijom koje nema.
Ali, strep bakterija to iskorištava i poziva se na istu strategiju kada je rana zaražena, dopuštajući da se bolest nesmetano razvija.
Pacijenti u ranoj fazi nekrotizirajućeg fasciitisa često osjećaju ogromnu količinu boli, ali ne pokazuju simptome za koje bi se moglo očekivati da ih prate - poput crvenila, otekline i upale.
Međutim, profesor Chiu i kolege sugeriraju da je to ono što biste očekivali da iz nekog razloga nisu pozvani neutrofili koji dovode do upale i rješavaju bakterije.
Dva moguća načina zaustavljanja bolesti
Znanstvenici su potom proveli još jedan niz eksperimenata, pri čemu su bakterije unijeli u dvije skupine miševa: jednu u kojoj su zaustavili sposobnost živčanih vlakana da prenose signale boli, a drugu u koju nisu.
Oni su pokazali da je blokiranje bolnih živaca poboljšalo tjelesnu kontrolu nad infekcijom.
Razni eksperimenti u kojima su miševima ubrizgavani botulinum neurotoksin A - blokator živaca koji je prisutan u kozmetičkim tretmanima protiv nabora na licu - pokazali su da takav pristup može funkcionirati kao liječenje bolesti koja jedu meso.
Injekcije blokatora živaca čak 2 dana nakon što su miševi prvi put zaraženi i već su imali rane zaustavile su bolest uzrokujući još oštećenja tkiva.
Istraživači su također testirali još jedan mogući način borbe protiv bolesti. Pokazali su da su CGRP-blokatori uklonili kočnice imunološkog sustava zaustavljajući živčane stanice da šalju signale zaustavljanja. Također su zaustavili širenje nekrotizirajućih fasciitisa kod miševa.
"Naša otkrića otkrivaju iznenađujuću novu ulogu neurona u razvoju ove bolesti i ukazuju na obećavajuće protumjere koje zahtijevaju daljnje istraživanje."
Prof. Isaac M. Chiu