1

tutkimus osoittaa, että Streptococcus pneumoniae-bakteerien soluseinien palaset ”kaappaavat” valkuaisen verisuonen seinämän limakalvolle ja livahtavat sen avulla verenkierrosta aivoihin ja sydämeen. Tutkimusraportti ilmestyi Journal of Immunology-lehden marraskuun 1. päivän numerossa. Nämä havainnot selittävät, miksi S. pneumoniae-bakteerin aiheuttama verenkiertoinfektio johtaa yleensä sydämen toiminnan tilapäiseen heikentymiseen, ja ne viittaavat siihen, miten se voidaan estää, kertoo lääketieteen tohtori Elaine Tuomanen., puheenjohtaja St. Jude Department of Infectious Diseases. S. pneumoniae on johtava syy keuhkokuumeeseen, sepsikseen (mahdollisesti hengenvaaralliseen verenmyrkytykseen) ja aivokalvontulehdukseen (aivoja ja selkäytintä ympäröivien kalvojen tulehdukseen).

St. Jude-ryhmä havaitsi, että S. pneumoniae-bakteerin soluseinän palaset, jotka pakenevat verenkierrosta, menevät neuroneihin (aivosoluihin). Eräässä aiemmassa raportissa, joka julkaistiin heinäkuun numerossa Infection and Immunity, St. Jude-tutkijat kertoivat, että hiirimallissa soluseinän palaset vaurioittivat hermosoluja aivojen hippokampukseksi kutsutussa osassa. Tuomanen on molempien raporttien vanhempi kirjoittaja.

nykyisessä tutkimuksessa tutkijat osoittivat, miten soluseinän palaset karkaavat verenkierrosta ja menevät soluihin. Erityisesti he osoittivat, että bakteerien soluseinän palaset sitoutuvat verisuonten endoteeliin (verisuonen sisäpintaan) kiinnittymällä verihiutaleita aktivoivan tekijän reseptoriksi (pafr) kutsuttuun proteiiniin. Verihiutaleiden aktivoiva tekijä (Paf) on immuunijärjestelmän signalointimolekyyli, joka aktivoi tiettyjä valkosoluja. Se sitoutuu normaalisti soluvuoren PAFr: ään. St. Jude-ryhmä osoitti, että fosforyylikoliini, molekyyli bakteerin soluseinässä, muistuttaa PAF: ää ja käyttää tätä samankaltaisuutta hyväkseen sitoutuakseen PAFr: ään.

tutkijat osoittivat pafr: n roolin ruiskuttamalla S. pneumoniae-soluseinän palasia normaaleihin hiiriin sekä hiiriin, joilta puuttui pafr – geeni (Pafr – / – hiiret). Yksikään tavallisista hiiristä ei selvinnyt kahdeksan tunnin jälkeen, ja niiden sydämestä ja aivoista löytyi soluseinää. Kaikki Pafr – / – hiiret kuitenkin selvisivät hengissä, eikä verenkierron ulkopuolelta löytynyt juuri mitään soluseinää. Tämä viittaa siihen, että pafr: ää tarvitaan soluseinien poistumiseen verenkierrosta ja kardiomyosyytteihin (sydänlihassoluihin) ja neuroneihin. Lisäksi fosforyylikoliinin puuttuvat soluseinän fragmentit eivät sitoutuneet eläinmallien verisuonten sisäpinnoitteeseen, mikä osoittaa S. pneumoniae-soluseinien käyttävän tätä molekyyliä kiinnittyäkseen PAFr: ään.

” S. pneumoniae on oppinut hyödyntämään PAFr: ää ja käyttämään sitä lauttana, joka ylittää verisuonten endoteelin ja pakenee verenkierrosta, Tuomanen sanoi. ”Sieltä ne pääsevät aivojen kardiomyosyytteihin eli neuroneihin sitoutumalla näissäkin soluissa PAFr: ään.”

tutkijat käyttivät laboratorioviljelytutkimuksia osoittaakseen, että vaikka neuronit ja endoteelisolut pysyivät terveinä soluseinän sisäänoton jälkeen, kardiomyosyyttien kyky supistua nopeasti samalla tavalla kuin sydämessä. Tutkijat pystyivät estämään tämän vaikutuksen käsittelemällä ensin kardiomyosyyttejä CV-6209-molekyylillä, joka esti PAFr: ää estäen soluseinän sitoutumisen siihen. Itse asiassa CV-6209: llä 16 tuntia esihoidossa olleet hiiret selvisivät hengissä, kun taas soluseinän inokulaation jälkeen hoidetut hiiret eivät.

”onnistumisemme kardiomyosyyttien toiminnan säilyttämisessä jopa soluseinän läsnä ollessa viittaa siihen, että S. pneumoniae-bakteerin saaneita voitaisiin ehkä turvallisesti esikäsitellä PAF: ää salpaavalla lääkkeellä ennen antibioottien antamista”, Tuomanen sanoi. ”Tämä saattaa suojella sydäntä soluseinän palasten muodostumiselta, joita vapautuu antibiootin tappamista bakteereista.”

Tuomasen ryhmä on myös kehittänyt todisteita, jotka selittävät, miten S. pneumoniae-soluseinä sitoutuu endoteelisolujen, neuronien ja kardiomyosyyttien pinnalla olevaan PAFr: ään ja laukaisee biokemiallisten signaalien kaskadin, jota kutsutaan pafr-beeta-arestiini 1-reitiksi. St. Jude tutkijat raportoivat, että tämä reitti on vastuussa bakteerien imeytymistä näihin soluihin. Lisäksi tutkijat onnistuivat estämään tämän reitin keskeisen entsyymin toiminnan kardiomyoktyeissa käyttämällä PLC-inhibiittori U73122-nimistä molekyyliä. Hoito esti solua ottamasta sirpaleita, mutta ei näyttänyt häiritsevän solun normaaleja toimintoja. Tämä viittaa siihen, että lääke, joka estää reitin, joka on vastuussa solujen palasten vetämisestä soluun, ei ehkä ole vakavia sivuvaikutuksia soluun.

muita kirjan kirjoittajia ovat muun muassa Sophie Fillon, Konstantinos Soulis ja Surender Rajasekaran, Heath Benedict-Hamilton, Jana N. Radin, Carlos J. Orihuela, Karim C. El Kasmi, Gopal Murti, Deepak Kaushai ja Peter Murray (kaikki St. Jude); Waleed Gaber (Tennesseen yliopisto, Memphis); ja Joerg Weber (Charite-Universitaetsmedizin, Berliini, Saksa). Tätä työtä tuki osittain ALSAC.