Zespół naukowców z Vanderbilt University Medical Center odkrył, w jaki sposób różne komórki systemu immunologicznego współpracują ze sobą, by schwytać i unieszkodliwić patogen. Odkrycie to może doprowadzić do opracowania nowych terapii przeciwko gronkowcowi złocistemu i innym drobnoustrojom.
Badacze z amerykańskiego ośrodka odkryli nowy mechanizm działania ludzkiego układu odpornościowego. Wyniki badań opublikowanych w czasopiśmie naukowym „Science Advances” wskazują, że makrofagi i neutrofile działają na zasadzie synergii, by skuteczniej neutralizować patogeny. Dalsze badania nad tym mechanizmem mogą doprowadzić do stworzenia alternatywnej metody walki z chorobotwórczymi drobnoustrojami.
Bakteria w sieci pająka
Neutrofile stanowią pierwszą linię obrony organizmu przed infekcją. W reakcji na kontakt z patogenami uwalniają białka i enzymy, z których powstaje następnie sieć włókien pozakomórkowych, czyli zewnątrzkomórkowa sieć neutrofilowa (ang. neutrophil extracellular trap, NET). Szkieletem sieci są nici zdekondensowanego DNA neutrofila. Sieć tworzy fizyczną barierę, która przechwytuje i zatrzymuje w swojej strukturze komórki chorobotwórczych drobnoustrojów, co zapobiega ich dalszemu rozprzestrzenianiu się po organizmie.
Makrofagi uczestniczą natomiast w odpowiedzi immunologicznej jako komórki żerne. Jako pierwsze docierają w miejsce infekcji i neutralizują patogeny w procesie fagocytozy.
Badacze porównują współpracę neutrofili i makrofagów w zwalczaniu bakterii do działania pająka, który chwyta w sieć owady, a następnie je zjada. Jak tłumaczy dr Eric Skaar, jeden z autorów projektu i dyrektor Vanderbilt Institute for Infection, Immunology and Inflammation:
– W procesie tworzenia zewnątrzkomórkowej sieci neutrofilowej uwalniane przez neutrofile DNA tworzy lepką pułapkę zawierającą peptydy przeciwdrobnoustrojowe. Struktura ta działa podobnie do pajęczej sieci. Makrofagi, które unieszkodliwiają i pożerają bakterie w procesie fagocytozy, przypominają natomiast pająki – wyjaśnia ekspert.
Synergia komórek odpornościowych
Badania naukowców z Vanderbilt University dowiodły, że neutrofile i makrofagi działają synergicznie, co wzajemnie zwiększa ich skuteczność przeciwbakteryjną. Proces tworzenia zewnątrzkomórkowej sieci neutrofilowej (ang. NETosis, netoza) stymuluje aktywność przeciwbakteryjną makrofagów poprzez zwiększenie fagocytozy – wynika z badań.
Zwiększona netoza pozwoliła w warunkach in vitro oraz na modelach zwierzęcych na neutralizację patogenów ze szczepów S. aureus, S. pneumoniae oraz P. aeruginosa.
Nowa metoda niszczenia patogenów
Badania amerykańskich naukowców pozwoliły również na odkrycie nowych mechanizmów obronnych bakterii, co może doprowadzić do opracowania alternatywnych metod leczenia zakażeń.
Według badaczy bakterie ewoluują w taki sposób, by wydzielać nukleazy, czyli enzymy przecinające wiązania w kwasach nukleinowych. Nukleazy działają trawiąco na chromatynę, z włókien której zbudowana jest sieć NET. W ten sposób bakterie mogą uwolnić się z pułapki i uniknąć zniszczenia przez makrofagi. Zablokowanie wydzielania nukleazy umożliwiłoby w takim przypadku fagocytarnym komórkom odpornościowym zabijanie bakterii.
Naukowcy z Vanderbilt University uważają, że tego rodzaju strategia, oparta na zmniejszaniu zjadliwości bakterii, a nie na ich zabijaniu, może stanowić efektywną alternatywę w leczeniu zakażeń.
Źródło: sciencedaily.com
Przeczytaj także: Terapia komórkami macierzystymi skuteczna przeciwko zakażeniom MRSA
