Учените спират храненето с плът при мишки
Бактерията, която е основната причина за некротизиращ фасциит или болест, която яде плът, причинява широко разпространена, смъртоносна инфекция, като кара нервната система да спре имунната система да я атакува.
Екип, ръководен от учени от Харвардското медицинско училище в Бостън, Масачузетс, направи изненадващото откритие, докато изучаваше тактиките за насърчаване на болестта на Streptococcus pyogenes при мишки с некротизиращ фасциит.
Можете да прочетете за изследването в статия, която скоро ще бъде публикувана в списанието Клетка, където изследователите също предлагат две потенциални лечения.
Ако успеят в опити върху животни и хора, лечението може да има огромна стойност при съдържанието на „силно инвазивни бактериални инфекции“.
„Некротизиращият фасциит“, обяснява старшият автор на изследването Исак М. Чиу, който е асистент по микробиология и имунобиология в Харвардското медицинско училище, „е опустошително състояние, което остава изключително трудно за лечение и има неприемливо висока смъртност“.
Болест, която яде плът
Болестта, която яде плът, се причинява от сериозна бактериална инфекция на подкожната тъкан, тъканта, която лежи точно под кожата, и фасцията, тъканта, която покрива органите, които лежат вътре в тялото.
Болестта е много рядка; всяка година засяга приблизително 200 000 души по целия свят, което включва около 1200 индивида в Съединените щати.
Инфекцията - която може да бъде причинена от няколко вида бактерии - не е лесна за диагностициране и може да се развие внезапно и да се разпространи бързо. Ако не се лекува своевременно, това може да доведе до „полиорганна недостатъчност и смърт“, което се случва в около 30 процента от случаите.
След нараняване нервната система изпраща един сигнал към мозъка, а друг към имунната система. Първият сигнал предизвиква усещания за болка, а вторият казва на имунната система да се задържи.
Учените предполагат, че невроните или нервните клетки имат тази способност да инструктират имунната система да се задържи, за да се предотврати „прекомерното разгръщане“ на имунните клетки, което може да причини „допълнително“ увреждане на здравата тъкан.
Проф. Chiu се интересува от това как това взаимодействие на нервната система и имунната система може да работи при болести, които ядат плът, когато открива, че засегнатите пациенти често изпитват прекомерно ниво на болка, възникнала преди да се развият симптомите.
Възможно ли е бактерията по някакъв начин да използва този естествен двоен отговор на нараняване, за да потисне имунната система за собствено предимство?
Бактериалният токсин предизвиква имунно заглушаване
За да проучи това по-нататък, той и колегите му разработиха миши модел на месоядна болест чрез инжектиране на животните с бактерията S. pyogenes взети проби от заразени човешки пациенти.
Използвайки модела на мишката, те откриха, че токсинът, произведен от бактерията - известен като стрептолизин S - е спусък за болка и последващо заглушаване на имунната система.
При по-нататъшни тестове те инжектират мишки с бактерии, които са били генетично инженерни, така че да не могат да произвеждат токсина. Въпреки че се заразиха, мишките не показаха обичайната болка и инфекцията не стана инвазивна.
Изследователите потвърдиха ролята на стрептолизин S чрез „реинженеринг“ на способността да произвежда токсин обратно в модифицираните бактерии и след това да ги въведе в същите мишки. Инфекцията се разви в „пълноценна“ болест по хранене с плът.
След това екипът даде на мишките антитяло, което блокира токсина. Симптомите на болката при мишките бяха значително намалени, потвърждавайки, че бактериалният стрептолизин S е спусъкът.
Основни молекулярни механизми
Изследователите проведоха допълнителни експерименти, в които изследваха основните молекулни механизми на взаимодействието между нервната система и имунната система.
В тях те откриха, че стрептолизин S задейства невроните, за да изпрати сигнал за болка към мозъка. Това също така задейства друг сигнал към имунната система, който я кара да отделя невротрансмитер или химически пратеник, наречен калцитонин генен пептид (CGRP), който след това задържа имунния отговор.
Те също така установиха, че CGRP прави това, като едновременно спира изпращането на неутрофили и блокира способността им да убиват бактериите на мястото на раната.
„Ефективно, отбелязва проф. Чиу,„ този невронален сигнал заглушава алармената система, която обикновено призовава борците с инфекцията на тялото да ограничат инфекцията. “
Той продължава да обяснява, че такъв отговор е подходящ, когато раната е чиста и не е заразена - не искате имунната система да влезе и да възпали здравата тъкан в опит да се справи с инфекция, която я няма.
Но стрептококовата бактерия се възползва от това и използва същата стратегия, когато раната е заразена, което позволява на заболяването да се развива безпрепятствено.
Пациентите в ранния стадий на некротизиращ фасциит често усещат огромно количество болка, но не проявяват симптомите, които може да се очаква да ги придружават - като зачервяване, подуване и възпаление.
Проф. Chiu и колеги обаче предполагат, че това е, което бихте очаквали, ако по някаква причина неутрофилите, които предизвикват възпалението и се отърват от бактериите, не са били призовани.
Два възможни начина за спиране на болестта
След това учените проведоха друг набор от експерименти, при които те въведоха бактериите в две групи мишки: една, в която бяха спрели способността на нервните влакна да пренасят сигнали за болка, и друга, в която не бяха.
Те демонстрираха, че блокирането на болковите нерви подобрява контрола на организма върху инфекцията.
Различни експерименти, при които на мишките се инжектира ботулинов невротоксин А - нервен блокер, който присъства в козметичните процедури за лице против бръчки - показват, че подобен подход може да работи като лечение на болести, които ядат плът.
Инжекциите на нервния блокер дори 2 дни след като мишките са били заразени за първи път и вече са имали рани, са спрели болестта, причинявайки повече тъканни увреждания.
Изследователите тестваха и друг възможен начин за справяне с болестта. Те показаха, че CGRP-блокерите премахват спирачките на имунната система, като спират нервните клетки да изпращат сигнали за спиране. Те също така спряха разпространението на некротизиращия фасциит при мишки.
„Нашите открития разкриват изненадваща нова роля на невроните в развитието на това заболяване и сочат към обещаващи противодействия, които налагат по-нататъшно проучване.“
Проф. Исак М. Чиу
