DALLAS – 21 Μαΐου 2021 – Ένα μέλος μιας μεγάλης οικογένειας πρωτεϊνών που είναι γνωστό ότι σταματά την εξάπλωση βακτηριακών λοιμώξεων προτρέποντας τα μολυσμένα ανθρώπινα κύτταρα να αυτοκαταστραφούν φαίνεται να σκοτώνει τα μολυσματικά βακτήρια, δείχνει μια νέα μελέτη με επικεφαλής τους επιστήμονες UT Southwestern . Ωστόσο, ορισμένα βακτήρια έχουν τον δικό τους μηχανισμό για να αποτρέψουν αυτή την επίθεση, ακυρώνοντας τη θανατηφόρα πρωτεΐνη, επισημαίνοντάς την για καταστροφή.

Τα ευρήματα, δημοσιεύτηκαν διαδικτυακά σήμερα στο Κύτταρο, θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέα αντιβιοτικά για την καταπολέμηση βακτηριακών λοιμώξεων. Και η γνώση αυτής της κυτταρικής σύγκρουσης θα μπορούσε να ρίξει φως σε μια σειρά από άλλες καταστάσεις στις οποίες εμπλέκεται αυτή η πρωτεΐνη, όπως το άσθμα, ο διαβήτης τύπου 1, η πρωτοπαθής χολική κίρρωση και η νόσος του Crohn.

«Αυτό είναι ένα θαυμάσιο παράδειγμα μιας κούρσας εξοπλισμών μεταξύ μολυσματικών βακτηρίων και ανθρώπινων κυττάρων», λέει ο επικεφαλής της μελέτης Neal M. Alto, Ph.D., καθηγητής μικροβιολογίας στο UTSW και μέλος του Harold C. Simmons Comprehensive Cancer Center.

Προηγούμενη έρευνα είχε δείξει ότι η πρωτεΐνη, που ονομάζεται gasdermin B (GSDMB), ήταν διαφορετική από άλλα μέλη της οικογένειας των θηλαστικών gasdermin. Οι σχετικές πρωτεΐνες gasdermin σχηματίζουν πόρους στις μεμβράνες των μολυσμένων κυττάρων, σκοτώνοντάς τις ενώ επιτρέπουν στα φλεγμονώδη μόρια να διαρρεύσουν και να υποκινήσουν μια ανοσολογική απόκριση. Ωστόσο, το GSDMB – που βρίσκεται στους ανθρώπους αλλά όχι σε ορισμένα άλλα είδη θηλαστικών, συμπεριλαμβανομένων των τρωκτικών – δεν σχηματίζει πόρους στις μεμβράνες των καλλιεργημένων κυττάρων θηλαστικών, αφήνοντας τον στόχο του ένα μυστήριο.

Χρησιμοποιώντας μια νέα τεχνολογία προσυμπτωματικού ελέγχου, ο Alto και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν ότι μια πρωτεϊνική τοξίνη που ονομάζεται IpaH7.8 από το shigella flexneri, ένα βακτήριο που προκαλεί διαρροϊκή νόσο, αναστέλλει άμεσα το GSDMB. Βιοχημικά πειράματα δείχνουν ότι το IpaH7.8 τοποθετεί μια χημική ετικέτα στο GSDMB που το επισημαίνει για κυτταρική καταστροφή.

Για να κατανοήσουν γιατί το shigella flexneri απαλλάσσει τα ανθρώπινα κύτταρα από το GSDMB, οι ερευνητές τοποθέτησαν το GSDMB σε συνθετικές κυτταρικές μεμβράνες θηλαστικών και βακτηρίων. Ενώ το GSDMB άφησε τις συνθετικές μεμβράνες των θηλαστικών άθικτες, άνοιξε τρύπες στις μεμβράνες των βακτηρίων. Περαιτέρω έρευνα έδειξε ότι τα κύτταρα του ανοσοποιητικού που ονομάζονται φυσικά κύτταρα δολοφόνοι διεγείρουν αυτή τη διαδικασία.

Ο Alto σημειώνει ότι η αναστολή της ικανότητας του shigella IpaH7.8 να εξουδετερώνει το GSDMB θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέους τύπους αντιβιοτικών. Και επειδή οι γενετικές παραλλαγές του GSDMB έχουν συνδεθεί με μια ποικιλία φλεγμονωδών ασθενειών και καρκίνου, η καλύτερη κατανόηση αυτής της πρωτεΐνης θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες θεραπείες και για αυτές τις καταστάσεις.

###

Άλλοι ερευνητές του UTSW που συνέβαλαν σε αυτή τη μελέτη περιλαμβάνουν τους Justin M. Hansen, Maarten F. de Jong, Qi Wu, Li-Shu Zhang, David B. Heisler και Laura T. Alto.

Αυτή η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από επιχορηγήσεις από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας (AI083359), The Welch Foundation (I-1704), το Burroughs Wellcome Fund, (1011019) και το Howard Hughes Medical Institute and Simons Foundation Faculty Scholars Program (55108499).

Ο Alto είναι κάτοχος του Lorraine Sulkin Schein Edowed Distinguished Professorship in Microbial Pathogenesis. Είναι υπότροφος Rita C. και William P. Clements, Jr. στην Ιατρική Έρευνα και Προεδρικός υπότροφος του UT Southwestern.

Σχετικά με το ιατρικό κέντρο της UT Southwestern

Το UT Southwestern, ένα από τα κορυφαία ακαδημαϊκά ιατρικά κέντρα του έθνους, ενσωματώνει την πρωτοποριακή βιοϊατρική έρευνα με εξαιρετική κλινική φροντίδα και εκπαίδευση. Η σχολή του ιδρύματος έχει λάβει έξι βραβεία Νόμπελ και περιλαμβάνει 25 μέλη της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, 17 μέλη της Εθνικής Ακαδημίας Ιατρικής και 13 ερευνητές του Ιατρικού Ινστιτούτου Howard Hughes. Η σχολή πλήρους απασχόλησης άνω των 2,800 είναι υπεύθυνη για τις πρωτοποριακές ιατρικές εξελίξεις και δεσμεύεται να μεταφράσει γρήγορα την επιστημονική έρευνα σε νέες κλινικές θεραπείες. Οι νοτιοδυτικοί γιατροί της UT παρέχουν φροντίδα σε περίπου 80 ειδικότητες σε περισσότερους από 117,000 νοσηλευόμενους ασθενείς, περισσότερες από 360,000 περιπτώσεις επειγόντων περιστατικών και επιβλέπουν σχεδόν 3 εκατομμύρια επισκέψεις εξωτερικών ασθενών ετησίως.