Kai kenksmingos bakterijos, sukeliančios apsinuodijimą maistu, pvz., E. coli, prasiskverbia pro virškinamąjį traktą, žarnyno ląstelės dažniausiai kovoja išstumdamos užkrėstas ląsteles iš organizmo, kad sustabdytų infekcijos plitimą.
Šiandien paskelbtame naujame tyrime Gamtamokslininkai iš Genentech, Roche grupės nario, bendradarbiaudami su Oregono sveikatos ir mokslo universiteto mokslininkais, išsiaiškino, kad pavojinga E. coli atmaina, žinoma kaip sukelianti kruviną viduriavimą, gali blokuoti žarnyno apsaugą, todėl bakterijos gali lengviau plisti.
Bakterijos į žarnyno ląsteles suleidžia specialų baltymą, vadinamą NleL, kuris suardo pagrindinius fermentus, žinomus kaip ROCK1 ir ROCK2, reikalingus užkrėstoms ląstelėms pašalinti. Be šio proceso užkrėstos ląstelės negali greitai išeiti, todėl bakterijos gali plisti lengviau.
Paprastai, kai kenksmingos bakterijos įsiskverbia į žarnyną, organizmas greitai kovoja. Pirmoji gynybos linija yra žarnyno gleivinė, sudaryta iš sandariai supakuotų ląstelių, kurios sugeria maistines medžiagas ir neleidžia bakterijoms patekti į kraują. Jei viena iš šių ląstelių užsikrečia, ji aukojasi, išstumdama save iš žarnyno gleivinės ir patenka į žarnyną, kad būtų praplaunama. Tai padeda išvengti bakterijų plitimo.
„Šis tyrimas rodo, kad patogeninės bakterijos gali blokuoti užkrėstas ląsteles, kad jos nebūtų išstumtos”, – sakė Isabella Rauch, Ph.D., vyresnioji tyrimo autorė ir OHSU medicinos mokyklos molekulinės mikrobiologijos ir imunologijos docentė.
„Tai visiškai kitokia strategija, nei matėme anksčiau. Kai kurios bakterijos bando pasislėpti, kad nebūtų aptiktos, tačiau ši iš tikrųjų sustabdo ląstelės pabėgimo kelią.”
Atskleidžiami nauji gydymo būdai
Rauch praleido savo karjerą tyrinėdama, kaip barjeriniai audiniai, pvz., žarnyno gleivinė, sąveikauja su mikrobais ir apsaugo kūną, nesukeldama nuolatinio uždegimo. Jos darbas yra ypač svarbus tiek infekcinėms ligoms, tiek lėtinėms ligoms, tokioms kaip uždegiminė žarnyno liga arba IBD.
„Dabar žinome, kad žarnyno gleivinė nėra tik pasyvi sienelė“, – sakė ji. „Šios ląstelės tikrai gerai anksti aptinka infekciją ir reaguoja į ją, kol imuninė sistema net neįsijungia.
Tyrimas buvo atliktas bendradarbiaujant daugeliui mokslininkų, įskaitant biocheminius ekspertus iš Genentech, kurie išsiaiškino, kaip veikia NleL, ir Raucho laboratoriją, kuri naudojo žarnyno audinio modelius, kad parodytų baltymų poveikį tikroms ląstelėms.
„Mes sugebėjome parodyti, kad kai bakterijos neša šį tam tikrą baltymą, jos daug geriau užkrečia žarnyną”, – sakė Rauchas. „Jie neleidžia užkrėstoms ląstelėms greitai išmesti, todėl joms suteikiama daugiau laiko daugintis ir užkrėsti daugiau ląstelių.”
Šis atradimas gali atverti kelią naujiems gydymo metodams, kuriais siekiama, kaip bakterijos sukelia ligas, o ne žudo bakterijas, kaip tai daro antibiotikai.
„Suprasdami, kaip bakterijos apeina mūsų organizmo apsaugą, mokslininkai galėtų sukurti antivirusinę terapiją, kuri nesiremtų antibiotikais“, – sakė R. Rauchas. „Tai tikrai svarbu, ypač dėl to, kad atsparumas antibiotikams ir toliau didėja.”
Išvados taip pat turi pasaulinių pasekmių sveikatai. Šis E. coli tipas gali būti ypač pavojingas mažiems vaikams, kurių organizmas taip pat negali susidoroti su skysčių praradimu. Mokslininkai perspėja, kad dėl klimato kaitos ir susilpnėjusių maisto saugos sistemų šios infekcijos gali padaugėti.
„Tokios rūšies bakterijos jau yra rimta problema vietose, kuriose yra prastos sanitarijos sąlygos“, – sakė Rauchas. „Tačiau kylant temperatūrai ir sumažinus maisto saugos stebėseną, jie taip pat tampa vis didesne grėsme išsivysčiusiose šalyse.
Be infekcinių ligų, šis atradimas taip pat gali atskleisti žarnyno sutrikimus, tokius kaip IBD, kai žarnyno gleivinė per dažnai išskiria per daug ląstelių.
„Šis ląstelių „ekstruzijos“ procesas sveikose žarnose visą laiką vyksta žemu lygiu“, – sakė Rauchas. „Tačiau sergant IBD jis didėja, ir mes visiškai nesuprantame, kodėl. Panašiai tai matome ir sergant virškinimo trakto vėžiu. Šis tyrimas suteikia mums daugiau informacijos apie abi lygties puses, tiek apie tai, kaip organizmas apsisaugo, ir apie tai, kaip viskas vyksta blogai.”
Be Raucho, OHSU bendraautoriai yra Marin Miner, BS, Rachael Peterson, BS ir William Scott, BA. Pagrindinis autorius yra Giovanni Luchetti, Ph.D., pagrindinis Genentech mokslininkas.