Naukowcy odkryli jak bakteryjny enzym może osłabić kluczową obronę immunologiczną organizmu
Naukowcy odkryli, w jaki sposób unikatowy enzym bakteryjny może osłabić najważniejszą broń organizmu w walce z infekcją.
Naukowcy z Uniwersytetu Illinois w Urbana-Champaign i Uniwersytetu Newcastle w Wielkiej Brytanii badali, jak zakaźne mikroby mogą przetrwać ataki układu odpornościowego. Dzięki lepszemu zrozumieniu mechanizmów obronnych bakterii mogą zostać opracowane nowe strategie leczenia zakażeń, które obecnie są oporne na leczenie.
Badania, których wyniki opublikowano w czasopiśmie "PLOS Pathogens", koncentrują się na bakterii Staphylococcus aureus, która znajduje się u około połowy populacji. Choć zazwyczaj bezpiecznie współistnieje u osób zdrowych, S. aureus ma zdolność do zakażania niemal całego ciała. W najbardziej patogennej formie bakteria jest zwana "superbakterią", oporną na metycylinę S. aureus, lub MRSA.
Organizm ludzki wykorzystuje szereg różnorodnych broni, aby odeprzeć ataki bakterii, takich jak S. aureus.
"Nasz układ odpornościowy jest bardzo skuteczny i zapobiega atakom większości drobnoustrojów powodujących zakażenia" - powiedział Thomas Kehl-Fie, profesor mikrobiologii, który prowadził badania z Kevinem Waldron z Uniwersytetu Newcastle. "Ale patogeny, takie jak Staphylococcus aureus opracowały sposoby obalenia odpowiedzi immunologicznej".
S. aureus może obejść jedną z kluczowych metod obrony organizmu, która uniemożliwia bakteriom uzyskanie ważnych składników odżywczych. To pozbawia S. aureus manganu, metalu potrzebnego bakteryjnemu enzymowi, nazywanemu dysmutaza ponadtlenkowa lub SOD. Enzym ten działa jak tarcza, minimalizując obrażenia od innej broni w arsenale organizmu, czyli wybuchu oksydacyjnego.
Razem, te dwie bronie gospodarza zazwyczaj funkcjonują jako jedno podwójne uderzenie, poprzez osłabienie odporności odżywczej osłon bakteryjnych, co umożliwia wybuch oksydacyjny, który zabija bakterie.
S. aureus powoduje poważne zakażenia. W odróżnieniu do innych gatunków blisko spokrewnionych S. aureus posiada dwa enzymy SOD. Zespół odkrył, że drugi enzym SOD zwiększa zdolność S. aureus do oparcia się odporność odżywczej i powodowania chorób.
"Ta świadomość była zarówno ekscytująca, jak i kłopotliwa, ponieważ uważano, że oba enzymy wykorzystują mangan i dlatego powinny być nie być aktywne przez brak manganu" - powiedział Kehl-Fie.
Najbardziej rozpowszechniona rodzina enzymów, do której oba enzymy S. aureus należą, występuje w dwóch odmianach: tej, której funkcjonowanie jest zależne od manganu i tej, która używa żelaza.
ZOBACZ TAKŻE:
W świetle swoich wyników zespół zbadał, czy drugi enzym SOD był zależny od żelaza. Ku ich zaskoczeniu odkryli, że enzym był w stanie użyć metalu. Pomimo tego, że istnienie bakterii, które potrafią wykorzystywać zarówno żelazo, jak i mangan, zaproponowano dekady temu, to twierdzono, że istnienie tego rodzaju enzymów jest niemożliwe z chemicznego punktu widzenia i nieistotne w rzeczywistych układach biologicznych. Odkrycia zespołu negują to stwierdzenie, co dowodzi, że enzymy te mogą w istotny sposób przyczynić się do zakażenia.
Zespół odkrył, że pozbawienie bakterii manganu aktywowało enzymy SOD wykorzystujące żelazo zamiast manganu, sprawiając, że ochrona bakterii została podtrzymana.
Waldron powiedział, że te enzymy odgrywają kluczową rolę w zdolności tej bakterii do ominięcia układu odpornościowego. Co istotne, istnieje podejrzenie, że podobne enzymy mogą być obecne u innych patogennych bakterii. W związku z tym jest to możliwe, aby ten układ stał się celem leków w przyszłych terapiach przeciwbakteryjnych".
Pojawienie się i rozprzestrzenianie bakterii opornych na antybiotyki, takie jak MRSA, sprawia, że takie infekcje są coraz trudniejsze, jeśli nie niemożliwe, do wyleczenia.
Skłoniło to główne organizacje zdrowotne, takie jak Centrum Kontroli I Prewencji Chorób oraz Światową Organizację Zdrowia do wydawania pilnych wezwań do wprowadzenia nowego podejścia w celu zwalczania zagrożenia oporności na antybiotyki.
Skorzystaj z usług medycznych bez kolejek. Umów wizytę u specjalisty z e-receptą i e-zwolnieniem lub badanie na abcZdrowie Znajdź lekarza.