Atklājumi.lv

Atklāta imunogēna signālmolekula, kas varētu uzlabot vakcīnu efektivitāti

Pētot ar pārtikas saindēšanos saistītu mikroorganismu Listeria monocytogenes, zinātnieki atklājuši signālmolekulu ar iepriekš nezināmu funkciju, kas inficētajās šūnās izsauc neparasti spēcīgu imūnreakciju. Raksts ar pētījuma rezultātiem 27. maijā publicēts žurnāla "Science" tīmekļa versijā.

Daudzi bīstamas saslimšanas izraisoši mikrobi ir apgādāti ar molekulāriem "sūkņiem" (transporta proteīnu kanāli), kas kalpo šlakvielu un dažādu toksīnu izmešanai no šo sīkbūtņu ķermeņiem. Diemžēl, šādā veidā baktērijas pamanās izmest arī tajās iekļuvušās antibiotiku daļiņas, tādējādi ievērojami apgrūtinot bakteriālo infekciju ārstēšanu. Tomēr izrādās, ka L. monocytogenes un, iespējams, arī citiem mikroorganismiem šie paši sūkņi izdala arī sīkas signālmolekulas, kas aktivizē T galētājšūnas un citus iedzimtās imūnsistēmas aizsardzības mehānismus. Līdz ar to, neskatoties uz listēriju biežo sastopamību, saslimšana ar listeriozi cilvēkiem ir visai reta un visbiežāk to novēro personām ar pazeminātām vai traucētām imūnreakcijām (HIV/AIDS slimnieki, veci cilvēki, grūtnieces un jaundzimušie). Listeriozes patoģenēzes raksturīgākā iezīme ir parazītu spēja iekļūt un vairoties fagocītos.

Pētījuma vadītājs, Kalifornijas universitātes Bērklijā Molekulārās un šūnu bioloģijas, arī sabiedrības veselības zinātnes profesors, Jauno un novārtā atstāto slimību centra asociētais direktors Daniels Portnojs uzskata, ka "atklājums varētu tikt iemiesots jaunu, labāku vakcīnu veidolā". "Mēs varam likt listērijām izdalīt lielāku daudzumu šo molekulu," - saka Portnojs un papildina: "Mēs jau esam ieguvuši baktēriju-mutantu, kas to spēj". Izmantojot modificētu listēriju imunogenitāti, uzskata zinātnieki, varētu uzlabot ne tikai pretlisteriozes (pēc kā humānā medicīnā, vadoties no epidemioloģiskajiem datiem, nav praktiskas vajadzības, taču par atbilstošu preparātu neapšaubāmi priecātos vetārsti), bet arī citu slimību, tai skaitā pat vēža novēršanai paredzētu vakcīnu efektivitāti. Šādu iespējamību apstiprina Portnoja un kompānijas "Aduro Biotech" zinātnieku pirms pāris gadiem kopīgi veikts sekmīgs eksperiments. Eksperimenta gaitā listērijā ievietoja vēža antigēnus, kā rezultātā tika stimulētas pret vēža šūnām vērstas iedzimtās un iegūtās imūnsistēmas atbildes reakcijas. Pēc izdevušās eksperimenta tika uzsākta cervikālās karcinomas novēršanai paredzētas, novājinātas L. monocytogenes saturošas vakcīnas izstrāde. Ziņu par darba rezultātiem pagaidām nav.

Listērijas Portnojs pēta jau vairāk nekā 20 gadus. Mikrobiologu šīs baktērijas ieinteresēja tieši dēļ salīdzinoši spēcīgās imūnreakcijas, ko tās izraisa veselā organismā. Bija izdevies noskaidrot, ka baktērija izsauc imūnreakciju tikai pēc nokļūšanas makrofāga (vai kāda cita fagocīta) vakuolā, kur listērijas ielaužas, lai vairotos - šūna, ar šūnsulā esošiem receptoriem, atpazīst iebrucēju un sāk pastiprināti izdalīt I tipa interferonu, kas, savukārt, aktivizē dažādas citas, nespecifiskās imūnsistēmas mehānismu darbībā iesaistītas šūnas. Tomēr, par spīti pūlēm, zinātniekiem ilgi neizdevās atrast interferona ķēdi ierosinošo aģentu.

Lai noteiktu kāda tieši molekula izraisa šūnas atbildes reakciju, Portnoja kolēģis, pēcdoktorantūras students Džošua Vudvards, ar Kalifornijas Kvantitīvo biozinātņu institūta speciālista Entonija Aiverona palīdzību, veica baktēriju kultūras šķīduma substrāta masas spektrometriju. No konstatētajām molekulām tikai viena izsauca interferona pārprodukciju makrofāgos. Tas bija cikliskais diadenozīna monofosfāts (c-di-AMP), ko bioķīmiķi jau pazina kā sekundāru signālmolekulu ar dažādām funkcijām. Tā piemēram, 2008.g. zviedru zinātnieki atklāja, ka c-di-AMP baktērijas Bacillus subtilis šūnu sporādiskās dalīšanās laikā pilda DNS integritātes pārbaudes funkcijas. C-di-AMP domēns konstatēts arī daudzām citām baktērijām un arhejām, taču nav zināms vai visos mikroorganismos, tas pilda vienus un tos pašus uzdevumus.

Pagaidām pašiem pētniekiem vēl nav skaidra atklājuma nozīme. "Lielākā daļa patogēnu, tāpat kā listērijas, šūnās izsauc interferona atbildes reakciju," - saka Portnojs. "Tomēr mēs nezinām, kādā veidā tas notiek citos organismos - iespējams katram to paveic mazas molekulas, kuras mēs neesam redzējuši. Mēs nezinām, cik vispārinošs ir mūsu atklājums."

Zinātnieki pagaidām nezin arī to, kurš tieši receptors fagocītos uztver C-di-AMP signālu. Tā noskaidrošana, teikts

universitātes mājas lapā, ir viens no Portnoja komandas turpmākajiem darba uzdevumiem.

Runājot par iespējamo C-di-AMP izmantošanu uzlabotu vakcīnu izstrādē, galvenais, domājams, būs noteikt vai šīs molekulas aktīvo formu iespējams sintezēt mākslīgi, lai izvairītos no dzīvu baktēriju ievietošanas vakcīnas sastāvā. Bez šaubām, dzīvu, novājinātu patogēnu izmantošana imūnreakcijas izraisīšanai dod visiespaidīgākos rezultātus, taču vienlaikus jāņem vērā, ka pēdējā laikā notikušie skandāli ar saindētām vakcīnām, patērētāja izvēli drīzāk novērsīs par labu alternatīvam piedāvājumam jeb, tāda neesamības gadījumā, vispār liks atteikties no vakcīnas. Savukārt, ja izdosies sintezēt aktīvu C-di-AMP, tad nākošā problēma būs atrast veidu, kā šo vielu bez baktēriju palīdzības nogādāt makrofāgu vakuolās. Tomēr, neskatoties uz atklājuma īstermiņa praktisko piemērojumu, tas, kā norāda Portnojs, ir liels solis uz priekšu fundamentālajā mikrobioloģijā: "Pētot iedzimto imunitāti, mēs atklājām nozīmīgu baktēriju cilmes molekulu, kura kaut kādā veidā bija palikusi nepamanīta 50 gadus, kas pagājuši kopš modernās bakterioloģijas sākumiem."

Attēlā: Listeria monocytogenes (avots: http://en.wikipedia.org)

Avoti:
www.sciencemag.org
www.berkeley.edu

Brīvpieejas materiāls. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.