Οι επιστήμονες σταματούν τη νόσο που τρώει σάρκα σε ποντίκια
Το βακτήριο που είναι η κύρια αιτία της νεκρωτικής fasciitis, ή της ασθένειας που τρώει τη σάρκα, προκαλεί εκτεταμένη, θανατηφόρα λοίμωξη με το να αναγκάσει το νευρικό σύστημα να σταματήσει το ανοσοποιητικό σύστημα να το επιτεθεί.
Μια ομάδα με επικεφαλής επιστήμονες από την Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ στη Βοστώνη, έκανε μια εκπληκτική ανακάλυψη ενώ μελετούσε την τακτική της Streptococcus pyogenes σε ποντίκια με νεκρωτική φασκίτιδα.
Μπορείτε να διαβάσετε για τη μελέτη σε ένα έγγραφο που θα δημοσιευτεί σύντομα στο περιοδικό Κύτταρο, όπου οι ερευνητές προτείνουν επίσης δύο πιθανές θεραπείες.
Εάν επιτύχουν σε δοκιμές σε ζώα και ανθρώπους, οι θεραπείες θα μπορούσαν να έχουν τεράστια αξία στο να περιέχουν «εξαιρετικά επεμβατικές βακτηριακές λοιμώξεις».
«Η νεκρωτική φασκίτιδα», εξηγεί ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης Isaac M. Chiu, ο οποίος είναι επίκουρος καθηγητής μικροβιολογίας και ανοσοβιολογίας στην Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ, «είναι μια καταστροφική κατάσταση που παραμένει εξαιρετικά δύσκολη για τη θεραπεία και έχει ποσοστό θνησιμότητας που είναι απαράδεκτα υψηλό».
Νόσος που τρώει σάρκα
Η ασθένεια που τρώει τη σάρκα προκαλείται από σοβαρή βακτηριακή λοίμωξη του υποδόριου ιστού, του ιστού που βρίσκεται ακριβώς κάτω από το δέρμα και της περιτονίας, του ιστού που καλύπτει τα όργανα που βρίσκονται μέσα στο σώμα.
Η ασθένεια είναι πολύ σπάνια. Κάθε χρόνο, επηρεάζει περίπου 200.000 άτομα παγκοσμίως, το οποίο περιλαμβάνει περίπου 1.200 άτομα στις Ηνωμένες Πολιτείες.
Η μόλυνση - η οποία μπορεί να προκληθεί από διάφορους τύπους βακτηρίων - δεν είναι εύκολο να διαγνωστεί και μπορεί να αναπτυχθεί ξαφνικά και να εξαπλωθεί γρήγορα. Εάν δεν αντιμετωπιστεί αμέσως, μπορεί να οδηγήσει σε «πολλαπλή ανεπάρκεια οργάνων και θάνατο», η οποία εμφανίζεται σε περίπου 30 τοις εκατό των περιπτώσεων.
Μετά από έναν τραυματισμό, το νευρικό σύστημα στέλνει ένα σήμα στον εγκέφαλο και ένα άλλο στο ανοσοποιητικό σύστημα. Το πρώτο σήμα προκαλεί αίσθηση πόνου και το δεύτερο λέει στο ανοσοποιητικό σύστημα να συγκρατήσει.
Οι επιστήμονες προτείνουν ότι οι νευρώνες, ή τα νευρικά κύτταρα, έχουν αυτή την ικανότητα να καθοδηγούν το ανοσοποιητικό σύστημα να αναστέλλει προκειμένου να αποφευχθεί η «υπερβολική ανάπτυξη» των ανοσοκυττάρων που θα μπορούσαν να προκαλέσουν «παράπλευρη» βλάβη σε υγιή ιστό.
Ο καθηγητής Chiu ενδιαφέρθηκε για το πώς αυτή η αλληλεπίδραση του νευρικού συστήματος και του ανοσοποιητικού συστήματος μπορεί να λειτουργήσει σε ασθένειες που τρώνε τη σάρκα, όταν ανακάλυψε ότι οι προσβεβλημένοι ασθενείς βίωσαν συχνά ένα υπερβολικό επίπεδο πόνου που εμφανίστηκε πριν αναπτυχθούν τα συμπτώματα.
Μήπως το βακτήριο εκμεταλλεύεται κάπως αυτή τη φυσική διπλή απόκριση σε τραυματισμό για να καταστείλει το ανοσοποιητικό σύστημα για δικό του πλεονέκτημα;
Η βακτηριακή τοξίνη πυροδοτεί την ανοσοποίηση
Για να το διερευνήσει περαιτέρω, αυτός και οι συνάδελφοί του ανέπτυξαν ένα μοντέλο ποντικού με ασθένεια που τρώει τη σάρκα με ένεση στα ζώα με το βακτήριο S. pyogenes δειγματοληψία από μολυσμένους ανθρώπους ασθενείς.
Χρησιμοποιώντας το μοντέλο του ποντικιού, ανακάλυψαν ότι μια τοξίνη που παράγεται από το βακτήριο - γνωστή ως στρεπτολυσίνη S - ήταν έναυσμα για πόνο και την επακόλουθη σιγή του ανοσοποιητικού συστήματος.
Σε περαιτέρω δοκιμές, ένεσαν ποντίκια με βακτήρια που είχαν γενετικά τροποποιηθεί έτσι ώστε να μην μπορούσαν να παράγουν τοξίνη. Αν και μολύνθηκαν, τα ποντίκια δεν έδειξαν τον συνηθισμένο πόνο και ούτε η λοίμωξη έγινε επεμβατική.
Οι ερευνητές επιβεβαίωσαν το ρόλο της στρεπτολυσίνης S «επανασχεδιασμός» της ικανότητας παραγωγής τοξινών πίσω στα τροποποιημένα βακτήρια και στη συνέχεια εισάγοντάς τα στα ίδια ποντίκια. Η λοίμωξη εξελίχθηκε σε «πλήρης» ασθένεια που τρώει σάρκα.
Η ομάδα έδωσε στη συνέχεια στα ποντίκια ένα αντίσωμα που μπλοκάρει την τοξίνη. Τα συμπτώματα του πόνου των ποντικών μειώθηκαν πολύ, επιβεβαιώνοντας ότι η βακτηριακή στρεπτολυσίνη S ήταν η αιτία.
Υποκείμενοι μοριακοί μηχανισμοί
Οι ερευνητές πραγματοποίησαν περαιτέρω πειράματα στα οποία διερεύνησαν τους υποκείμενους μοριακούς μηχανισμούς της αλληλεπίδρασης μεταξύ του νευρικού συστήματος και του ανοσοποιητικού συστήματος.
Σε αυτά, ανακάλυψαν ότι η στρεπτολυσίνη S ενεργοποιεί τους νευρώνες να στέλνουν ένα σήμα πόνου στον εγκέφαλο. Αυτό ενεργοποιεί επίσης ένα άλλο σήμα στο ανοσοποιητικό σύστημα που το αναγκάζει να εκκρίνει έναν νευροδιαβιβαστή ή χημικό αγγελιοφόρο, που ονομάζεται πεπτίδιο που σχετίζεται με γονίδιο καλσιτονίνης (CGRP), το οποίο στη συνέχεια αναστέλλει την ανοσοαπόκριση.
Διαπίστωσαν επίσης ότι το CGRP το κάνει τόσο σταματώντας την αποστολή ουδετερόφιλων όσο και εμποδίζοντας την ικανότητά τους να σκοτώνουν βακτήρια στο σημείο της πληγής.
«Αποτελεσματικά», σημειώνει ο καθηγητής Chiu, «αυτό το νευρωνικό σήμα σιωπά το σύστημα συναγερμού που συνήθως καλεί τους μαχητές της λοίμωξης του σώματος να περιορίσουν τη μόλυνση».
Συνεχίζει να εξηγεί ότι μια τέτοια απόκριση είναι κατάλληλη όταν μια πληγή είναι καθαρή και δεν έχει μολυνθεί - δεν θέλετε το ανοσοποιητικό σύστημα να εισέρχεται και να φλεγμονή υγιούς ιστού σε μια προσπάθεια να αντιμετωπίσει μια λοίμωξη που δεν είναι εκεί.
Όμως, το βακτήριο του στρεβλώματος επωφελείται από αυτό και επικαλείται την ίδια στρατηγική όταν μολύνεται η πληγή, επιτρέποντας στην ασθένεια να αναπτυχθεί ανεμπόδιστα.
Οι ασθενείς στο αρχικό στάδιο της νεκρωτικής φασσιτίτιδας συχνά αισθάνονται τεράστιο πόνο, αλλά δεν εμφανίζουν τα συμπτώματα που μπορεί να περιμένει κάποιος - όπως ερυθρότητα, πρήξιμο και φλεγμονή.
Ο καθηγητής Chiu και οι συνεργάτες του προτείνουν, ωστόσο, ότι αυτό θα περιμένατε εάν, για κάποιο λόγο, τα ουδετερόφιλα που προκαλούν τη φλεγμονή και να απαλλαγούν από τα βακτήρια δεν κλήθηκαν.
Δύο πιθανοί τρόποι για να σταματήσει η ασθένεια
Στη συνέχεια, οι επιστήμονες διεξήγαγαν ένα άλλο σύνολο πειραμάτων, όπου εισήγαγαν τα βακτήρια σε δύο ομάδες ποντικών: ένα στο οποίο είχαν σταματήσει την ικανότητα των νευρικών ινών να φέρουν σήματα πόνου και ένα άλλο στο οποίο δεν είχαν.
Αυτά έδειξαν ότι το μπλοκάρισμα των νεύρων του πόνου βελτίωσε τον έλεγχο της λοίμωξης από το σώμα.
Διάφορα πειράματα στα οποία τα ποντίκια έλαβαν ένεση με botulinum νευροτοξίνη Α - ένας αποκλειστής νεύρων που υπάρχει σε καλλυντικές θεραπείες κατά των ρυτίδων του προσώπου - έδειξαν ότι μια τέτοια προσέγγιση μπορεί να λειτουργήσει ως θεραπεία ασθένειας που τρώει σάρκα.
Οι ενέσεις του αποκλεισμού των νεύρων ακόμη και 2 ημέρες μετά την πρώτη μόλυνση των ποντικών και είχαν ήδη τραύματα σταμάτησαν την ασθένεια προκαλώντας περισσότερη βλάβη στους ιστούς.
Οι ερευνητές δοκίμασαν επίσης έναν άλλο πιθανό τρόπο αντιμετώπισης της νόσου. Έδειξαν ότι οι αποκλειστές CGRP αφαίρεσαν τα φρένα του ανοσοποιητικού συστήματος, σταματώντας τα νευρικά κύτταρα να στέλνουν σήματα διακοπής. Σταμάτησαν επίσης την εξάπλωση της νεκρωτικής φασκίτιδας σε ποντίκια.
"Τα ευρήματά μας αποκαλύπτουν έναν εκπληκτικό νέο ρόλο των νευρώνων στην ανάπτυξη αυτής της ασθένειας και δείχνουν πολλά υποσχόμενα αντίμετρα που απαιτούν περαιτέρω διερεύνηση."
Καθ. Isaac M. Chiu
