Oamenii de știință opresc boala care mănâncă carne la șoareci
Bacteria care este principala cauză a fasciitei necrotizante sau a bolii care mănâncă carne, provoacă o infecție larg răspândită, mortală, determinând sistemul nervos să oprească sistemul imunitar să o atace.
O echipă condusă de oamenii de știință de la Harvard Medical School din Boston, MA, a făcut descoperirea surprinzătoare în timp ce studia tacticile de promovare a bolii ale Streptococcus pyogenes la șoareci cu fasciită necrozantă.
Puteți citi despre studiu într-o lucrare care urmează să fie publicată în jurnal Celula, în care cercetătorii sugerează, de asemenea, două tratamente potențiale.
Dacă ar avea succes în studiile pe animale și pe oameni, tratamentele ar putea avea o valoare imensă în conținerea „infecțiilor bacteriene foarte invazive”.
„Fascita necrotizantă”, explică autorul principal al studiului Isaac M. Chiu, care este profesor asistent de microbiologie și imunobiologie la Harvard Medical School, „este o afecțiune devastatoare care rămâne extrem de dificilă de tratat și are o rată a mortalității inacceptabil de ridicată”.
Boală care mănâncă carne
Boala consumatoare de carne este cauzată de o infecție bacteriană gravă a țesutului subcutanat, țesutul care se află chiar sub piele și fascia, țesutul care acoperă organele care se află în interiorul corpului.
Boala este foarte rară; în fiecare an, afectează aproximativ 200.000 de oameni din întreaga lume, care include aproximativ 1.200 de persoane din Statele Unite.
Infecția - care poate fi cauzată de mai multe tipuri de bacterii - nu este ușor de diagnosticat și se poate dezvolta brusc și se poate răspândi rapid. Dacă nu este tratat prompt, poate duce la „insuficiență multiplă de organ și moarte”, care apare în aproximativ 30 la sută din cazuri.
În urma unei leziuni, sistemul nervos trimite un semnal către creier și altul către sistemul imunitar. Primul semnal declanșează senzații de durere, iar al doilea spune sistemului imunitar să se rețină.
Oamenii de știință sugerează că neuronii sau celulele nervoase au această capacitate de a instrui sistemul imunitar să se rețină pentru a preveni „supra-desfășurarea” celulelor imune care ar putea provoca daune „colaterale” țesuturilor sănătoase.
Prof. Chiu a devenit interesat de modul în care această interacțiune a sistemului nervos și a sistemului imunitar ar putea funcționa în boala consumatoare de carne atunci când a descoperit că pacienții afectați au avut adesea un nivel excesiv de durere care a apărut înainte ca simptomele să se dezvolte.
S-ar putea ca bacteria să exploateze cumva acest răspuns natural dual la rănire pentru a reprima sistemul imunitar în avantajul său?
Toxina bacteriană declanșează amortizarea imunității
Pentru a investiga mai departe acest lucru, el și colegii săi au dezvoltat un model de șoarece de boală care mănâncă carne prin injectarea animalelor cu bacteria S. pyogenes prelevate de la pacienți umani infectați.
Folosind modelul mouse-ului, au descoperit că o toxină produsă de bacterie - cunoscută sub numele de streptolizină S - a fost un factor declanșator al durerii și al tăcerii ulterioare a sistemului imunitar.
În alte teste, au injectat șoareci cu bacterii care au fost modificate genetic, astfel încât să nu poată produce toxina. Deși s-au infectat, șoarecii nu au prezentat durerea obișnuită și nici infecția nu a devenit invazivă.
Cercetătorii au confirmat rolul streptolizinei S prin „re-proiectarea” capacității de producere a toxinei înapoi în bacteriile modificate și apoi prin introducerea lor în aceiași șoareci. Infecția s-a transformat într-o boală „completă” a consumului de carne.
Echipa a dat apoi șoarecilor un anticorp care a blocat toxina. Simptomele durerii șoarecilor au fost mult reduse, confirmând faptul că streptolisina bacteriană S a fost factorul declanșator.
Mecanisme moleculare subiacente
Cercetătorii au efectuat alte experimente în care au explorat mecanismele moleculare de bază ale interacțiunii dintre sistemul nervos și sistemul imunitar.
În acestea, au descoperit că streptolisina S declanșează neuronii să trimită un semnal de durere către creier. Acest lucru declanșează, de asemenea, un alt semnal către sistemul imunitar care îl determină să secrete un neurotransmițător sau un mesager chimic, numit peptidă legată de gena calcitoninei (CGRP), care apoi reține răspunsul imun.
De asemenea, au descoperit că CGRP face acest lucru atât prin oprirea expedierii neutrofilelor, cât și prin blocarea capacității lor de a ucide bacteriile la locul plăgii.
„Efectiv”, notează prof. Chiu, „acest semnal neuronal reduce la tăcere sistemul de alarmă care apelează în mod normal la luptătorii de infecție ai corpului pentru a reduce infecția”.
El explică în continuare că un astfel de răspuns este adecvat atunci când o rană este curată și nu este infectată - nu doriți ca sistemul imunitar să intre și să inflameze țesuturile sănătoase în încercarea de a face față unei infecții care nu există.
Dar, bacteria strep profită de acest lucru și invocă aceeași strategie atunci când rana este infectată, permițând dezvoltarea bolii nestingherite.
Pacienții aflați în stadiul incipient al fasciitei necrozante simt adesea o cantitate enormă de durere, dar nu prezintă simptomele la care s-ar putea aștepta să o însoțească - cum ar fi roșeața, umflarea și inflamația.
Prof. Chiu și colegii săi sugerează, totuși, că la asta te-ai aștepta dacă, dintr-un anumit motiv, neutrofilele care provoacă inflamația și scapă de bacterii nu ar fi convocate.
Două modalități posibile de a opri boala
Oamenii de știință au efectuat apoi un alt set de experimente, în care au introdus bacteriile în două grupuri de șoareci: unul în care au oprit capacitatea fibrelor nervoase de a transmite semnale de durere și altul în care nu au avut-o.
Acestea au demonstrat că blocarea nervilor dureroși a îmbunătățit controlul asupra infecției de către organism.
Diverse experimente în care șoarecii au fost injectați cu neurotoxină botulinică A - un blocant al nervilor care este prezent în tratamentele cosmetice antirid faciale - au arătat că o astfel de abordare poate funcționa ca un tratament pentru bolile consumatoare de carne.
Injecțiile cu blocant nervos chiar și la 2 zile după ce șoarecii au fost infectați pentru prima dată și au avut deja răni au oprit boala provocând mai multe leziuni tisulare.
Cercetătorii au testat, de asemenea, un alt mod posibil de abordare a bolii. Au arătat că blocanții CGRP au îndepărtat frânele sistemului imunitar oprind celulele nervoase să trimită semnalele de oprire. De asemenea, au oprit răspândirea fasciitei necrozante la șoareci.
Descoperirile noastre dezvăluie un nou rol surprinzător al neuronilor în dezvoltarea acestei boli și indică contramăsuri promițătoare care justifică explorarea ulterioară.
Prof. Isaac M. Chiu
