Mokslo naujienos: naujas požiūris į bakterijų toksinus

https://en.wikipedia.org/wiki/Pertussis_toxin

Pasak naujo tyrimo, šlapimo takų infekcijas sukeliančios bakterijos gaminamas toksinas yra panašus į toksiną, sukeliantį kokliušą. Šis atradimas gali padėti kurti naujas vakcinas.

Dabar naudojamose vakcinose prieš kokliušą pagrindinis komponentas yra neaktyvi kokliušo toksino forma. Aktyvus kokliušo toksinas veikia patekdamas į baltuosius kraujo kūnelius ir modifikuodamas G baltymus (G baltymai yra ląstelei svarbios signalinės molekulės). Modifikuoti G baltymai nebegali prisijungti prie jų receptorių, todėl ląstelės viduje yra sutrikdomi būtini su G baltymais susiję signaliniai keliai, o tai vietiškai išjungia imuninį atsaką ir leidžia bakterijai proliferuoti (ląstelių populiacijos augimas). Vakcinose randami neaktyvūs toksinai išmoko imuninę sistemą išvengti šių kelių nutildymo.

https://www.flickr.com/photos/sanofi-pasteur/5280262078

Nemažai bakterijų gamina baltymus, panašius į kokliušo toksiną, tačiau apie daugumą jų yra mažai žinoma. Mokslininkų komanda, prižiūrima Jamie Rossjohn iš Monash universiteto Melburne, Australijoje, tyrė panašių į kokliušo toksiną baltymų įvairovę ir ką galima iš jų sužinoti. „Kokliušo toksinas yra gana nuostabi molekulė ir ji yra labai svarbi vakcinose nuo kokliušo“ – teigia Dene Littler, vadovausi tyrimui. „Aš susižavėjau idėja, kad gali būti kitos toksino formos, galbūt tokiose bakterijose, kurios sukelia ilgalaikes chronines infekcijas. Tokioms bakterijoms yra būtina išjungti imuninę sistemą, kad galėtų išgyventi“.

Littler su kolegomis tarp prieinamų bakterijų genomų ieškojo DNR sekų, panašių į tas, kurios koduoja kokliušo toksiną. Jų dėmesį atkreipė E. coli kamienai, kurie gyvena žarnyne ir gali sukelti infekcijas, kai patenka į kraują ar šlapimo takus. Šiuose kamienuose mokslininkai rado nemažai į kokliušo toksiną panašių baltymų. Tai buvo užuomina, kad į kokliušo toksiną panašūs baltymai yra paplitę tarp patogeninių E. coli kamienų. Tačiau nebuvo žinoma, ar į kokliušo toksiną panašūs baltymai, rasti E. coli, arba EcPlt, veikia taip pat, kaip ir kokliušo toksinas.

„Man buvo itin įdomu, kas atsitinka, kai toksinas (pagamintas E. coli) yra ląstelėje“ – sakė Littler. Daugumos bakterinių toksinų tyrimų tikslas buvo nagrinėti kaip toksinas patenka į ląsteles ir jo poveikį joms, bet ne kaip toksinas pasikeičia pats ir pakeičia viduląstelinę aplinką.

http://www.infectionlandscapes.org/2011/10/escherichia-coli.html

Komanda atliko EcPlt, gauto iš bakterinių kamienų, sukeliančių šlapimo takų infekcijas, biocheminius tyrimus. Jų pirmasis EcPlt aktyvumo žmogaus ląstelėse pranešimas buvo apie tai, kaip cheminė ląstelės aplinka sukėlė baltymo (toksino) formos ir aktyvumo pakitimus. Jie taip pat sužinojo, kad nors ir EcPlt modifikuoja tuos pačius G baltymus ir sutrikdo tuos pačius signalinius kelius, kaip ir kokliušo toksinas, jis tai atlieka šiek tiek kitu būdu. Kokliušo toksinas žmogaus G baltymuose gali modifikuoti tik vieną specifinę aminorūgštį. Jei ta aminorūgštis yra pakitusi, kokliušo toksinas nebeveikia žmogaus G baltymo. Tuo tarpu EcPlt pakeičia kitą aminorūgštį, bet panašiai sutrikdo su baltymu G susijusį signalinį kelią.

„Galbūt kokliušo toksino atliekamą modifikaciją žmogaus ląstelėms yra sunkiau atstatyti“ – sakė Littler, spėliodama, kodėl kokliušas, sukeltas kokliušo toksino, žmonėms yra pavojingesnė infekcija nei šlapimo takų infekcijos, sukeltos EcPlt gaminančių bakterijų. Littler tikisi, kad natūralios į kokliušo toksiną panašių baltymų įvairovės supratimas padės tobulinti dabar naudojamas bei sukurti naujas vakcinas. „Mūsų toksino struktūra padėjo identifikuoti kaip į kokliušo toksiną panašūs baltymai funkcionuoja ir padėjo atrasti būdus, kaip būtų galima sukurti inaktyvias jų formas,“ – sakė Littler. „Kokliušo toksinas DTaP (vakcina nuo difterijos, stabligės ir kokliušo) sudėtyje yra veiksmingas. Vakcinos, sukurtos prieš kitus į kokliušo toksiną panašius baltymus, taip pat gali būti veiksmingos naudojant jas kitų ligų (sukeliamų panašių toksinų) prevencijai“.

Sekit ir dalinkitės. Nauji įrašai kiekvieną pirmadienį ir ketvirtadienį. Iki kito susitikimo :)

chekas

Informacijos šaltiniai:

• https://www.sciencedaily.com/releases/2017/09/170905123237.htm