V modernej liečbe infekčných ochorení sa rieši kríza baktérií, ktoré si po desaťročia vyvíjajú rezistenciu voči liekom a antibiotikám, ktoré boli vytvorené na ich zneškodnenie.
Infekcia baktériou Helicobacter pylori môže spôsobiť žalúdočné vredy, chronický zápal žalúdka a v najhorších prípadoch rakovinu. Zdroj: iStock/iLexx
V prelomovej štúdii, publikovanej v časopise Nature Chemical Biology, vedci odhalili komplexné sacharidové štruktúry na povrchu niektorých z najnebezpečnejších bakteriálnych druhov. Táto štúdia prináša panšpecifické monoklonálne protilátky – špecializované molekulárne nástroje – schopné tieto cukrové motívy rozpoznať a označiť ich na následné odstránenie imunitným systémom. Tento prístup má potenciál priniesť nové diagnostické a terapeutické stratégie v liečbe život ohrozujúcich infekcií.
Hlavnú úlohu v tejto štúdii zohrávajú takzvané pseudoamínové kyseliny. Ide o deväťuhlíkové sacharidové štruktúry vyskytujúce sa výhradne v baktériách, ktoré sú nevyhnutné pri tvorbe a fungovaní bakteriálnych bičíkov, ako aj pri formovaní ochranných mechanizmov proti ľudskému imunitnému systému. V prípade patogénov, akými sú Helicobacter pylori, ktorý je hlavným pôvodcom žalúdočných vredov a karcinómu, a Acinetobacter baumannii, multirezistentnej gramnegatívnej baktérie, zohrávajú tieto kyseliny zásadnú úlohu v ich virulencii, teda schopnosti patogénnych mikroorganizmov vyvolať chorobu, pretože bránia imunitnému systému baktérie rozpoznať a efektívne zneškodniť.
Štrukturálne sa tieto kyseliny najviac podobajú kyseline neuramínovej, deväťuhlíkovej kyseline špecifickej pre ľudský organizmus. To, samozrejme, nie je náhoda. Vytváraním štruktúr podobných hostiteľovi sú baktérie schopné oklamať ľudský imunitný systém, aby ich ignoroval, čo umožňuje infekcii ďalej sa šíriť a pretrvávať.
Aj napriek svojej dôležitosti boli pseudoamínové kyseliny (Pse) doteraz ťažko skúmateľné. Ich variabilné chemické štruktúry a rôzne mechanizmy viazania na bielkoviny znemožňovali vedcom vytvoriť univerzálnu metódu na ich identifikáciu a monitorovanie. Pokročilé metódy chemickej syntézy však priniesli prelomové riešenie tohto problému.
Ako prvé boli vytvorené syntetické verzie bakteriálnych cukrov prítomných na povrchu H. pylori. Na otestovanie týchto syntetických štruktúr boli infikované myšacie modely s cieľom vyvolania imunitnej odpovede. Podľa špecifickej odpovede na Pse vedci vytvorili účinné monoklonálne protilátky, ktoré sú umelo vytvorenou bielkovinou pochádzajúcou z jednej línie identických buniek. Následne vedci identifikovali tie monoklonálne protilátky, ktoré sú panšpecifické, čo znamená, že dokážu rozpoznať sacharidové štruktúry v rôznych konfiguráciách a chemických štruktúrach (Pse v kombinácii s proteínom v prípade H. pylori alebo v kombinácii s komplexným glykánom v prípade A. Baumannii).
Tieto protilátky sú schopné opsonizácie, teda imunologického procesu, pri ktorom je baktéria označená danou protilátkou, čo umožní naviazanie receptora makrofága, ktorý baktériu zneškodní fagocytózou. To znamená, že tento doposiaľ neviditeľný cukrový štít je imunitným systémom rozpoznaný a multirezistentná baktéria môže byť odstránená. Jednou z najúspešnejších je podľa vedcov protilátka 1E8, ktorá vykazovala najvyššiu väzbu voči bakteriálnym časticiam.
Vývoj týchto protilátok ponúka novú stratégiu, konkrétne antivirulenčnú terapiu. Na rozdiel od antibiotík odoberajú tieto protilátky baktériám schopnosť spôsobiť infekciu, čím umožňujú prirodzenej imunitnej obrane organizmu dokončiť svoj úlohu.
Zdroje: Nature, Science Daily, Európsky úrad pre bezpečnosť potravín
(RR)
