Białko neutralizujące toksynę Staphylococcus aureus
Katarzyna Kopka | 2007-05-29
Zaprojektowano białko neutralizujące enterotoksynę B wytwarzaną przez szczepy Staphylococcus aureus, bakterie powodujące zatrucia pokarmowe. Badania przeprowadzone na królikach są bardzo obiecujące i dowodzą ogromnej wydajności reakcji białka z toksyną, jak również jego skuteczności.
Do grupy badawczej kierowanej przez profesora biochemii Davida M. Kranza z University of Illinois, należeli również naukowcy z Boston Biomedical Institute. Wyniki badań opublikowano w Nature Medicine.
Gronkowce wytwarzają różnego rodzaju toksyny odporne na wysokie temperatury, gotowanie czy nawet pieczenie. Nie zmieniają smaku i zapachu żywności; są przyczynami licznych zatruć takimi produktami jak lody, ciastka, mleko, mięsa. Nosicielami okresowymi lub stałymi jest od 10% do 50 % populacji ludzkiej. Toksyny mogą również prowadzić do zespołu wstrząsu toksycznego (TSS), którego objawami są: gorączka, obniżenie ciśnienia, wymioty, biegunka. W 8% przypadków TSS kończy się śmiercią chorego.
Jedną z najbardziej groźnych jest enterotoksyna B wytwarzana przez Staphylococcus aureus (SEB). Zwykle powoduje ona zatrucia pokarmowe, jednak w przypadku, gdy organizm na nią narażony jest zainfekowany powoduje ostrą reakcję układu immunologicznego. Co więcej, SEB w formie oczyszczonej stanowi potencjalny czynnik bioterrorystyczny. Jest superantygenem ze względu na rozmiar wywoływanej przez nią reakcji immunologicznej u człowieka i zwierząt. Mechanizm działania toksyny gronkowcowej jest związany z jej zdolnością do nieswoistego wiązania się z kompleksem cząsteczki MHC i receptora TCR obecnego na powierzchni limfocytów T . MHC to główny układ zgodności tkankowej, w skład którego wchodzą białka biorące udział w prezentowaniu antygenu. TCR to receptor glikoproteinowy występujący w błonie komórkowej limfocytów T. Wiązanie się toksyny z kompleksem MHC-TCR następuje stosunkowo szybko (in vitro wykazano, że wysycenie miejsc wiążących enterotoksynę następuje w czasie krótszym niż 5 minut). Nadmierna aktywacja komórek T i APC prowadzi do zwiększonej produkcji interferonu i innych cytokin, a w konsekwencji – do immunosupresji limfocytów T i B oraz zaburzenia mechanizmów obrony antybakteryjnej zakażonego organizmu. W niektórych przypadkach reakcja immunologiczna jest tak silna, iż prowadzi do wstrząsu toksycznego i śmierci.
Pierwszym krokiem w badaniach było zaprojektowanie białka, mającego identyczną strukturę jak miejsce wiązania receptora komórek T rozpoznawane przez SEB. To białko V-beta. W kodującym je genie wygenerowano mutację zwiększającą zdolność białka do wiązania SEB, a następnie użyto do jego ekspresji komórek drożdży. Białko zaaplikowane w formie rozpuszczalnej jest doskonałym neutralizatorem toksyny, 2000 razy bardziej efektywnym niż przeciwciała. Przyłączenie białka do toksyny zapobiega jej przyłączeniu do komórek T, co z kolei hamuje kaskadę następujących po sobie reakcji.
ak do tej pory przeprowadzono badania na królikach. Ich wyniki okazały się bardzo obiecujące; po dwóch godzinach od ekspozycji na toksynę objawy chorobowe zostały zahamowane u wszystkich badanych zwierząt.
Obecnie do neutralizacji toksyny stosowane są przeciwciała , natomiast bakterie zwalczane są antybiotykami. Przewaga nowo zaprojektowanego białka nad przeciwciałami polega na jego wymiarach. Cząsteczka białka jest dziesięciokrotnie mniejsza, co pozwala na głębszą penetrację tkanek, jak również zmniejsza ryzyko wystąpienia reakcji immunologicznej. Naukowcy planują wykorzystać bakterie E. coli do produkcji białka; jest to metoda niedroga i pozwala na wytworzenie dużej ilości cząsteczek w krótkim czasie. Kolejnym krokiem niewątpliwie będą próby kliniczne z udziałem ludzi.
Źródło:
- Eurekalert!: "Engineered protein effective against Staphylococcus aureus toxin", 21 maj 2007
- Huliq.com: "New, effective treatment for toxic shock syndrome", 22 maj 2007
- Photo: Dr Sharon Peacock, University of Oxford
Komentarze
Jagoda | 2007-06-05 00:00:00
Witam, mam od kilku lat gronkowca na skórze twarzy i pleców. Rozmaite kuracje antybiotykowe nie przynoszą żadnych rezultatów. Czy mogą mi Państwo pomóc?
Pozdrawiam
Jagoda S.