Antibiotikum rezisztencia: kutatók "vonat sejtek" a halálos válság megszüntetésére

A kábítószer-rezisztens superbugs évtizedek óta fenyegette az emberi egészséget. Az új antibiotikumok hiánya miatt egyre rosszabb a helyzet. De mi van, ha megváltoztatjuk a célunkat, hogy kezeljük őket, és képeztük a sejtjeinket, hogy megölik ezeket a betolakodókat, ahelyett, hogy az antibiotikumokra támaszkodnának a piszkos munka elvégzésére? Ez az új stratégia, amelyet host-célú védelemnek nevezünk, segíthet az antibiotikum-rezisztencia-probléma megoldásában.

Az antibiotikum-rezisztencia a globális egészség iránti növekvő aggodalomra ad okot. A brit kormány által megbízott közelmúltbeli jelentés azt mutatja, hogy világszerte évente mintegy 700 000 ember halt meg a kábítószer-rezisztens baktériumok okozta fertőzések miatt. A jelentés arra is figyelmeztetett, hogy cselekvés nélkül a halálos áldozatok globálisan 10 millióra emelkedhetnek és 80 milliárd dollárba kerülhetnek a globális gazdaságnak.

Lásd még: Antibiotikum-rezisztens baktériumok az ókori ír népi orvoslással leállíthatók

A kábítószer-rezisztencia komoly problémát jelent az Egyesült Államokban is. Több mint 23 ezer ember hal meg évente több gyógyszeres rezisztens kórokozók miatt, és évente 55 milliárd dollárba kerül az országnak. Az Egyesült Államokat fenyegető fő bűnösök a meticillin-rezisztensek Staphylococcus aureus (MRSA), karbapenem-rezisztens Enterobacteriaceae (CRE), és Clostridium difficile.

A növekvő fenyegetés elleni küzdelemben az új antibakteriális gyógyszerek hiánya a fejlődésben zavaró tendencia. Különös aggodalomra ad okot egy olyan kórokozó, amely ellenáll a fertőzések kezelésére fenntartott gyógyszereknek, ha az összes többi nem sikerült. Ez a helyzet a karbapenem-rezisztens kórokozók esetében.

Az antibakteriális gyógyszerek csökkenése a gyógyszer-rezisztens kórokozók megjelenésével együtt alternatív megközelítéseket igényel.

Maláj Haldar laborjában más projektekkel együtt kollégáim és én azt vizsgáljuk, hogy az állatgazdákban milyen tényezők játszanak szerepet a fertőzésekre. A megközelítés teszteléséhez a fertőzések egérmodelljét használjuk. Célunk, hogy olyan új tulajdonságokat vagy tényezőket találjunk, amelyek arra irányulnak, hogy növeljék az egyén immunválaszát, amely elég magas ahhoz, hogy megölje a sértő mikrobákat. Az általunk vizsgált gazda faktor Spi-C, az emberi test minden sejtében található gén.

A fogadó tényezők célzása

A befogadó tényezők iránti érdeklődésem a diplomamunkám során merült fel. A Ph.D. kutatási projekt, megtudtam, hogy a baktériumfertőzésekben jelentős szerepet játszanak a gazdaszervezetek, az emberekre jellemző tulajdonságok. Ez arra késztetett, hogy vizsgáljam meg, hogy a gazdaszervezet immunrendszere harcoljon a baktériumokkal.

Az új betekintések a kórokozók elleni védekezésbe a kutatók egy új, gazdaszervezet-terápiának (HDT) nevezett stratégiát tártak fel, ami egy viszonylag újabb ötlet, amely csak körülbelül egy évtizede van.

A HDT célja, hogy fokozza és erősítse a gazda immunválaszát a kórokozók elpusztítására, nem pedig kizárólag antibakteriális gyógyszerekre támaszkodva. A HDT-k a befogadó faktorok és az antibiotikum-kezelés elérése révén kettős whammy-t eredményeznek.

A test természetesen reagál a gyulladásos fertőzésekre, olyan folyamatra, amelyben az immunsejtek specifikus populációi megtámadják és elpusztítják a behatoló baktériumokat, akár étkezéssel, akár fehérjefegyverekkel történő zappolással. Az ellenőrizetlen gyulladás azonban olyan fehérjék termelését váltja ki, amelyek többszervi elégtelenséget okozhatnak, és akár a gazdát is megölhetik. Ezért a gyulladás elleni küzdelem elengedhetetlen a kórokozók elleni küzdelemhez, valamint a szervezet megóvásához a túlzott gyulladás ellen.

A HDT-k közé tartozik egy olyan kezelések, amelyek fokozzák a gazda válaszát a kórokozókra, és védik a gazdát a túlzott immunválasztól. A HDT-k közé tartozik a celluláris terápia, amelyben a csontvelősejtek meghatározott populációját a gazdaszervezetbe injektáljuk, hogy megakadályozzák a túlzott immunválaszt és a szövetkárosodást. Egy másik HDT magában foglalja a nem fertőző betegségekre általánosan használt gyógyszereket. A sztatinok és az ibuprofen például nyugtatja a gazdaszervezet válaszát a fertőzésekre. A biológia, a rekombináns DNS-technológiával előállított komplex molekulaszerű gyógyszerek is ezt teszik lehetővé a kis méretű fehérjék semlegesítésével és a szövetkárosodás csökkentésével. A táplálkozási termékek, mint például a D3-vitamin is kimutatták, hogy a gazdaszervezet immunsejtjeit baktériumellenes anyagokat bocsátják ki, amelyek fokozzák a kórokozót.

Az antibakteriális gyógyszerekkel együtt végzett HDT-k nagy ígéretet mutattak a különféle multirezisztens kórokozók kezelésében, különösen az ellen Mycobacterium tuberculosis, a kórokozó, amely a tuberkulózist okozza, az egyik legfőbb halálok egyike a világon.

A fertőzések kezelésének személyre szabása

Az elmúlt évtizedben a kutatók nagy előrelépést tettek a fogadó faktor kutatásában, ami új terápiás stratégiákhoz vezetett.

Az egyik a személyre szabott orvostudomány, amelyben a genomiális terv meghatározhatja az egyén egyedülálló betegségre való hajlamát és kiválaszthatja a megfelelő terápiákat.

Ezt a koncepciót alkalmazzák a nem fertőző betegségekben, mint a rák. A fertőző betegségekben a koncepció alkalmazása azonban nemrégiben történt. Mindazonáltal, a személyre szabott orvoslás arra enged következtetni, hogy miért van néhány ember hajlamosabb a fertőzésekre, mint mások. Kollégáim, és úgy véljük, hogy az ilyen különbségeket a gazdagép-faktor gének DNS-ének finom különbségei okozhatják. Ezeknek a különbségeknek, a polimorfizmusoknak, az egyének fertőzésekkel szembeni sebezhetőségének összekapcsolásával reméljük, hogy kutatásunk hozzájárul a bakteriális fertőzések precíziós gyógyszeréhez.

Egy új hosztfaktor tényezője

A Haldar-laborban dolgozó kollégáim és a Spi-C szerepe a bakteriális fertőzésben. A Spi-C elengedhetetlen a lépben lévő sejtek egy adott populációtípusának kialakításához, amely szabályozza a szervezetben lévő vas tárolást. A vas a vörösvérsejtekben az oxigén szállításához elengedhetetlen.

De a fertőzések során a baktériumok vasat is igényelnek. Szükségük van a növekedésre, és versenyeznek a fogadóval, hogy megkapják. Ezért, ha megváltoztathatjuk a Spi-C gén aktivitását, képesek lehetünk arra, hogy megfosztjuk a baktériumokat e létfontosságú tápanyagtól, és így megakadályozzuk a fertőzést a gazdaszervezet károsítása nélkül.

Egy nemrégiben megjelent tanulmányban összefoglaltuk a vasnak a gazdasejtekben kifejtett hatását és annak kölcsönhatását a gazda faktorokkal fertőzések jelenlétében vagy hiányában.

Egerekben teszteltük a gazda faktor Spi-C szerepét, mint a gazdaszervezet védelmének módját. Ebben a tanulmányban egy olyan kémiai anyagot injektáltunk, amely a baktériumok összetevője az egerekbe. Az igazi bakteriális fertőzés során az állatban bekövetkezett változásokat akartuk kiváltani.

Lásd még: „Rémálom baktériumok”: mit kell tudni az antibiotikum-rezisztens csírákról

Előzetes eredményeink azt mutatták, hogy a gazda faktor a vegyszerrel kezelt egerek különböző szerveiben aktív. Hisszük, hogy ez az aktiválás szerepet játszik a gazda-védelemben. Sőt, azt találtuk, hogy a Spi-C aktivitás elvesztése növelte a kis méretű fehérjék felszabadulását, amelyek megkönnyítik a kórokozók elleni védelmet a normál Spi-C aktivitással rendelkező sejtekhez képest. Úgy gondoljuk, hogy a kis fehérjékben bekövetkezett változás a fertőzés hatására megvédheti a gazdát a hiperinflammációtól.

Hiszünk abban, hogy gondolkodásunk elmozdulása a patogén-célzott terápiától a gazdaszervezet-terápiás kezelőkig egy új precíziós gyógyászatban, amely segíthet a gyógyszerrezisztencia-válság megszüntetésében.

Ezt a cikket eredetileg a Zahidul Alam beszélgetésében tették közzé. Olvassa el az eredeti cikket.