Vědci zastavili onemocnění požírající maso u myší
Bakterie, která je hlavní příčinou nekrotizující fasciitidy nebo nemoci požírající maso, způsobuje rozsáhlou smrtící infekci tím, že nervový systém zastaví imunitní systém v napadení.
Tým, který vedli vědci z Harvard Medical School v Bostonu, učinil překvapivý objev při studiu taktiky podpory nemocí Streptococcus pyogenes u myší s nekrotizující fasciitidou.
O studii si můžete přečíst v příspěvku, který bude brzy publikován v časopise Buňka, kde vědci také navrhují dvě potenciální léčby.
Pokud uspějí ve studiích na zvířatech a na lidech, může mít léčba nesmírnou hodnotu v tom, že bude obsahovat „vysoce invazivní bakteriální infekce“.
„Nekrotizující fasciitida,“ vysvětluje vedoucí studie Isaac M. Chiu, který je odborným asistentem na mikrobiologii a imunobiologii na Harvardské lékařské fakultě, „je devastující stav, jehož léčba je i nadále nesmírně náročná a její úmrtnost je nepřijatelně vysoká.“
Onemocnění požírající maso
Onemocnění konzumující maso je způsobeno vážnou bakteriální infekcí podkožní tkáně, tkáně, která leží těsně pod kůží, a fascie, tkáně, která pokrývá orgány ležící uvnitř těla.
Nemoc je velmi vzácná; každý rok postihuje přibližně 200 000 lidí na celém světě, což zahrnuje přibližně 1 200 osob ve Spojených státech.
Infekci, kterou může způsobit několik druhů bakterií, není snadné diagnostikovat a může se náhle vyvinout a rychle se šířit. Pokud nebude léčena okamžitě, může to mít za následek „selhání více orgánů a smrt“, ke které dochází přibližně ve 30 procentech případů.
Po poranění vyšle nervový systém jeden signál do mozku a druhý do imunitního systému. První signál vyvolává pocity bolesti a druhý říká imunitnímu systému, aby se držel zpátky.
Vědci naznačují, že neurony nebo nervové buňky mají tuto schopnost instruovat imunitní systém, aby se držel zpátky, aby zabránil „nadměrnému rozmístění“ imunitních buněk, které by mohlo způsobit „vedlejší“ poškození zdravé tkáně.
Profesor Chiu se začal zajímat o to, jak by tato interakce nervového systému a imunitního systému mohla fungovat při nemoci požírající maso, když zjistil, že u postižených pacientů často docházelo k nadměrné míře bolesti, ke které došlo před rozvojem příznaků.
Je možné, že bakterie nějakým způsobem využívala tuto přirozenou dvojí reakci na zranění, aby potlačila imunitní systém pro svou vlastní výhodu?
Bakteriální toxin spouští imunitní umlčení
Aby to prozkoumal dále, vyvinul se svými kolegy myší model nemoci požírající maso injekcí bakterie zvířatům S. pyogenes odebrány vzorky z infikovaných lidských pacientů.
Pomocí modelu myši zjistili, že toxin produkovaný bakterií - známý jako streptolysin S - byl spouštěčem bolesti a následného umlčení imunitního systému.
V dalších testech injikovali myším bakterie, které byly geneticky upraveny tak, aby nemohly toxin produkovat. I když byly infikovány, myši nevykazovaly obvyklou bolest a infekce se nestala invazivní.
Vědci potvrdili roli streptolysinu S „re-inženýrstvím“ schopnosti produkovat toxiny zpět do modifikovaných bakterií a jejich zavedením do stejných myší. Infekce se vyvinula do „plnohodnotného“ onemocnění požírajícího maso.
Tým poté dal myším protilátku, která blokovala toxin. Příznaky bolesti myší byly mnohem menší, což potvrzuje, že spouštěčem byl bakteriální streptolysin S.
Základní molekulární mechanismy
Vědci provedli další experimenty, ve kterých zkoumali základní molekulární mechanismy interakce mezi nervovým systémem a imunitním systémem.
V nich zjistili, že streptolysin S spouští neurony, aby vysílaly signál bolesti do mozku. To také spouští další signál do imunitního systému, který způsobuje, že vylučuje neurotransmiter nebo chemický posel, nazývaný peptid související s genem kalcitoninu (CGRP), který pak zadržuje imunitní odpověď.
Zjistili také, že CGRP to dělá jak zastavením expedice neutrofilů, tak blokováním jejich schopnosti zabíjet bakterie v místě poranění.
„Účinně,“ poznamenává profesor Chiu, „tento neuronový signál umlčí poplašný systém, který normálně vyzývá bojovníky k infekci těla k potlačení infekce.“
Dále vysvětluje, že taková reakce je vhodná, když je rána čistá a není infikována - nechcete, aby imunitní systém přicházel a zapaloval zdravé tkáně ve snaze vypořádat se s infekcí, která tam není.
Ale bakterie strep to využívá a při infikování rány vyvolává stejnou strategii, což umožňuje nerušený rozvoj nemoci.
Pacienti v rané fázi nekrotizující fasciitidy často pociťují nesmírné množství bolesti, ale nevykazují příznaky, které by člověk mohl očekávat, že ji budou doprovázet - jako zarudnutí, otok a zánět.
Prof. Chiu a kolegové však naznačují, že to je to, co byste očekávali, kdyby z nějakého důvodu nebyly vyvolány neutrofily, které způsobují zánět a zbavují se bakterií.
Dva možné způsoby, jak chorobu zastavit
Vědci poté provedli další sadu experimentů, ve kterých zavedli bakterie do dvou skupin myší: jedné, ve které zastavili schopnost nervových vláken přenášet signály bolesti, a druhého, ve kterém ne.
Ukázaly, že blokování bolestivých nervů zlepšilo kontrolu těla nad infekcí.
Různé experimenty, ve kterých byly myším injikovány botulinum neurotoxin A - blokátor nervů, který je přítomen v kosmetických ošetřeních proti vráskám na obličeji - ukázaly, že takový přístup může fungovat jako léčba nemoci konzumující maso.
Injekce blokátoru nervů i 2 dny poté, co byly myši poprvé infikovány a již měly rány, zastavily onemocnění a způsobily další poškození tkáně.
Vědci také testovali další možný způsob řešení této nemoci. Ukázali, že blokátory CGRP odstranily brzdy imunitního systému zastavením nervových buněk v odesílání zastavených signálů. Také zastavili nekrotizující šíření fasciitidy u myší.
"Naše zjištění odhalují překvapivě novou roli neuronů ve vývoji této nemoci a poukazují na slibná protiopatření, která vyžadují další zkoumání."
Prof. Isaac M. Chiu
