Tutkijat pysäyttävät lihaa syövän taudin hiirissä
Bakteeri, joka on nekrotisoivan fasciitin eli lihansyömissairauden pääasiallinen syy, aiheuttaa laajalle levinneen, tappavan infektion saamalla hermoston estämään immuunijärjestelmää hyökkäämästä sitä.
Harvardin lääketieteellisen koulun tutkijoiden johtama ryhmä Bostonissa, Massachusettsissa, teki yllättävän löydön tutkien taudin edistämistä Streptococcus pyogenes hiirillä, joilla on nekrotisoiva fasciitis.
Voit lukea tutkimuksesta lähiaikoina julkaistavassa lehdessä Solu, jossa tutkijat ehdottavat myös kahta potentiaalista hoitoa.
Jos he onnistuvat eläinkokeissa ja ihmisissä, hoidoilla voi olla valtava arvo sisällyttää "erittäin invasiivisia bakteeri-infektioita".
"Nekrotisoiva fasciitis", kertoo tutkimuksen vanhempi kirjailija Isaac M. Chiu, joka on Harvardin lääketieteellisen koulun mikrobiologian ja immunobiologian apulaisprofessori, "on tuhoisa tila, jonka hoito on edelleen erittäin haastavaa ja jonka kuolleisuus on kohtuuttoman korkea".
Lihaa syövät taudit
Lihansyömissairaus johtuu ihonalaisen kudoksen vakavasta bakteeri-infektiosta, ihon alapuolella olevasta kudoksesta ja kuoresta, kudoksesta, joka peittää kehon sisällä olevat elimet.
Tauti on hyvin harvinainen; vuosittain se vaikuttaa noin 200 000 ihmiseen maailmanlaajuisesti, johon kuuluu noin 1200 henkilöä Yhdysvalloissa.
Infektiota - joka voi johtua monenlaisista bakteereista - ei ole helppo diagnosoida, ja se voi kehittyä äkillisesti ja levitä nopeasti. Ellei sitä hoideta viipymättä, se voi johtaa "monen elimen vajaatoimintaan ja kuolemaan", jota esiintyy noin 30 prosentissa tapauksista.
Loukkaantumisen jälkeen hermosto lähettää yhden signaalin aivoihin ja toisen immuunijärjestelmään. Ensimmäinen signaali laukaisee kiputuntemuksia, ja toinen kehottaa immuunijärjestelmää pidättymään.
Tutkijat ehdottavat, että hermosoluilla tai hermosoluilla on tämä kyky ohjeistaa immuunijärjestelmää pidättymään estääkseen immuunisolujen "liikakäyttö", joka saattaa aiheuttaa "sivuvaikutuksia" terveelle kudokselle.
Professori Chiu kiinnostui siitä, miten tämä hermoston ja immuunijärjestelmän vuorovaikutus voi toimia lihansyömissairaudessa, kun hän huomasi, että sairastuneet potilaat kokivat usein liiallista kipua ennen oireiden kehittymistä.
Voisiko olla, että bakteeri hyödynsi jotenkin tätä luonnollista kaksoisvastetta loukkaantumiseen tukahduttaakseen immuunijärjestelmän omaksi eduksi?
Bakteeritoksiini laukaisee immuunijärjestelmän hiljaisuuden
Tämän tutkimiseksi hän ja hänen kollegansa kehittivät lihaa syövän taudin hiirimallin ruiskuttamalla eläimille bakteeria S. pyogenes näytteet tartunnan saaneista ihmispotilaista.
Hiirimallin avulla he havaitsivat, että bakteerin tuottama toksiini - streptolysiini S - tunnusti kivun ja sitä seuranneen immuunijärjestelmän hiljentämisen.
Lisäkokeissa he injektoivat hiiriin bakteereja, jotka oli muunnettu geneettisesti siten, etteivät ne pystyneet tuottamaan toksiinia. Vaikka ne saivat tartunnan, hiirillä ei ollut tavallista kipua eikä infektiosta tullut invasiivisia.
Tutkijat vahvistivat streptolysiini S: n roolin "muokkaamalla" toksiinintuotantokyvyn takaisin modifioituihin bakteereihin ja tuomalla ne sitten samoihin hiiriin. Infektiosta kehittyi ”täysimittainen” lihansyömissairaus.
Sitten joukkue antoi hiirille vasta-aineen, joka tukkii toksiinin. Hiirien kipuoireet vähenivät huomattavasti, mikä vahvisti, että bakteeristreptolysiini S oli laukaisija.
Molekyylimekanismien taustalla
Tutkijat suorittivat lisäkokeita, joissa he tutkivat hermoston ja immuunijärjestelmän välisen vuorovaikutuksen taustalla olevia molekyylimekanismeja.
Näissä he havaitsivat, että streptolysiini S laukaisee neuronit lähettämään kipusignaalin aivoihin. Tämä laukaisee myös toisen signaalin immuunijärjestelmälle, joka saa sen erittämään hermovälittäjäaineen tai kemiallisen lähettimen, jota kutsutaan kalsitoniinigeeniin liittyväksi peptidiksi (CGRP), joka sitten hidastaa immuunivastetta.
He havaitsivat myös, että CGRP tekee tämän sekä pysäyttämällä neutrofiilien lähettämisen että estämällä niiden kyvyn tappaa bakteereja haavakohdassa.
"Tehokkaasti", toteaa professori Chiu, "tämä hermosignaali hiljentää hälytysjärjestelmän, joka tavallisesti kehottaa kehon infektiotaistelijoita hillitsemään infektiota."
Hän selittää, että tällainen vaste on asianmukainen, kun haava on puhdas eikä ole saanut tartuntaa - et halua, että immuunijärjestelmä tulee sisään ja tulehduttaa terveellistä kudosta yrittäessään käsitellä infektiota, jota ei ole olemassa.
Mutta strep-bakteeri hyödyntää tätä ja käyttää samaa strategiaa, kun haava on saanut tartunnan, jolloin tauti voi kehittyä esteettä.
Nekrotisoivan fasciitin varhaisessa vaiheessa olevat potilaat tuntevat usein valtavan määrän kipua, mutta eivät näytä oireita, joita voi odottaa liittyvän siihen - kuten punoitusta, turvotusta ja tulehdusta.
Professori Chiu ja hänen kollegansa ehdottavat kuitenkin, että tämän voit odottaa, jos jostain syystä tulehdusta aiheuttavia ja bakteereista eroon tulevia neutrofiilejä ei kutsuta.
Kaksi mahdollista tapaa pysäyttää tauti
Sitten tutkijat suorittivat toisen sarjan kokeita, joissa ne toivat bakteerit kahteen hiiriryhmään: toiseen, jossa he olivat pysäyttäneet hermokuitujen kyvyn kuljettaa kipusignaaleja, ja toiseen, joissa he eivät olleet.
Nämä osoittivat, että kipuhermojen estäminen paransi kehon hallintaa infektiossa.
Erilaiset kokeet, joissa hiirille injektoitiin botulinumneurotoksiini A: ta - hermosalpaajaa, jota esiintyy kasvojen ryppyjä estävissä kosmeettisissa hoidoissa - osoittivat, että tällainen lähestymistapa voi toimia lihansyömissairauden hoitona.
Hermosalpaajan injektiot jopa 2 päivää sen jälkeen, kun hiiret olivat saaneet ensimmäisen tartunnan ja haavat olivat jo pysäyttäneet taudin aiheuttaen enemmän kudosvaurioita.
Tutkijat testasivat myös toista mahdollista tapaa torjua tauti. Ne osoittivat, että CGRP-salpaajat poistivat immuunijärjestelmän jarrut estämällä hermosoluja lähettämästä pysäytyssignaaleja. He myös lopettivat nekrotisoivan fasciitin leviämisen hiirissä.
"Tuloksemme paljastavat neuronien yllättävän uuden roolin tämän taudin kehittymisessä ja viittaavat lupaaviin vastatoimiin, jotka edellyttävät lisätutkimuksia."
Prof. Isaac M.Chiu
