Ερευνητές εντόπισαν μια κοινή ευπάθεια σε παθογόνα όπως το E. coli και η Shigella, γεγονός που θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη ενός ενιαίουεμβολίου, ικανού να προστατεύει από πολλαπλές λοιμώξεις πριν ακόμη εκδηλωθούν.
Τα δύο αυτά βακτήρια ευθύνονται κάθε χρόνο για εκατοντάδες εκατομμύρια λοιμώξεις παγκοσμίως και συγκαταλέγονται στις βασικές αιτίες θανατηφόρας διάρροιας, ιδιαίτερα στα παιδιά. Παρότι η επιστημονική κοινότητα τα μελετά εδώ και δεκαετίες, μέχρι σήμερα δεν έχει αναπτυχθεί αποτελεσματικό εμβόλιο, καθώς τα χαρακτηριστικά που συνήθως αποτελούν στόχο των εμβολίων διαφέρουν σημαντικά από στέλεχος σε στέλεχος.
Η κοινή ευπάθεια που εντόπισαν οι επιστήμονες
Η ερευνητική ομάδα του WashU Medicine, σε συνεργασία με επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Μιζούρι και το Διεθνές Κέντρο Έρευνας για τις Διαρροϊκές Νόσους στο Μπαγκλαντές, διαπίστωσε ότι το εντεροτοξινογόνο E. coli, που αποτελεί τη συχνότερη αιτία της «διάρροιας των ταξιδιωτών», η Shigella αλλά και άλλα παθογόνα εξαρτώνται από τρία στενά συγγενικά ένζυμα για να διαπεράσουν το προστατευτικό στρώμα βλέννας του εντέρου και να προκαλέσουν λοίμωξη.
Χρησιμοποιώντας δείγματα από ασθενείς και εθελοντές που είχαν εκτεθεί στα συγκεκριμένα βακτήρια, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι αντισώματα τα οποία αναγνωρίζουν μια κοινή περιοχή αυτών των ενζύμων μπορούν να εξουδετερώσουν και τα τρία. Με τον τρόπο αυτό εμποδίζουν τα βακτήρια να διασπάσουν τον βλεννώδη φραγμό του εντέρου και να εγκατασταθούν στον οργανισμό.
Πώς τα βακτήρια ξεπερνούν την άμυνα του οργανισμού
Για να προκαλέσουν λοίμωξη, τα εντερικά παθογόνα πρέπει πρώτα να διαπεράσουν το παχύ στρώμα βλέννας που προστατεύει το εσωτερικό του εντέρου. Η βλέννα λειτουργεί ως φυσικό εμπόδιο απέναντι στα επιβλαβή μικρόβια και συμβάλλει στη διατήρηση της φυσιολογικής μικροβιακής χλωρίδας.
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ
Ο καθηγητής και συνεπικεφαλής της μελέτης, Τζέιμς Μ. Φλέκενσταϊν, εξήγησε ότι αυτό το πρώτο στάδιο της λοίμωξης αποτελεί ιδανικό σημείο παρέμβασης, καθώς μπορεί να αποτραπεί η εγκατάσταση των βακτηρίων χωρίς να επηρεάζονται τα ωφέλιμα μικρόβια του εντέρου.
Όπως διαπιστώθηκε, το E. coli και η Shigella χρησιμοποιούν παρόμοια ένζυμα για να διασπούν τις πρωτεΐνες που προσδίδουν δομή στη βλέννα. Αφού ξεπεράσουν αυτό το φυσικό εμπόδιο, απελευθερώνουν τοξίνες που προκαλούν διάρροια.
Προηγούμενη έρευνα είχε εντοπίσει το ένζυμο EatA στο E. coli, το οποίο διασπά βασικά συστατικά της εντερικής βλέννας. Η νέα μελέτη αποκάλυψε ότι δύο ακόμη ένζυμα, τα SepA και Pic, που παράγονται από τη Shigella και άλλα βακτήρια, επιτελούν την ίδια λειτουργία.
Αντισώματα που δρουν απέναντι σε διαφορετικά παθογόνα
Οι επιστήμονες απομόνωσαν αντισώματα από ασθενείς στο Μπαγκλαντές που είχαν μολυνθεί φυσικά από ETEC, αλλά και από εθελοντές που συμμετείχαν σε ελεγχόμενες μελέτες έκθεσης στο βακτήριο. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα αντισώματα που μπλοκάρουν το ένζυμο EatA εξουδετερώνουν επίσης τα ένζυμα SepA και Pic.
Για να κατανοήσουν καλύτερα τον μηχανισμό, ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μιζούρι χρησιμοποίησαν κρυοηλεκτρονική μικροσκοπία (cryo-EM), η οποία επέτρεψε την απεικόνιση των μορίων σε πολύ υψηλή ανάλυση. Η ανάλυση αποκάλυψε ότι τα πιο αποτελεσματικά αντισώματα προσδένονται στην ίδια περιοχή και των τριών ενζύμων, εξηγώντας γιατί μπορούν να αδρανοποιούν διαφορετικά παθογόνα.
«Η μελέτη καθιερώνει το EatA ως έναν αξιόπιστο υποψήφιο στόχο εμβολίου, ικανό να προσφέρει προστασία έναντι πολλών παθογόνων», δήλωσε ο Ζάκαρι Μπέρντσεν, επίκουρος καθηγητής Βιοχημείας στο Πανεπιστήμιο του Μιζούρι.
Τι έδειξαν οι μελέτες σε παιδιά και ποια είναι τα επόμενα βήματα
Τα νέα ευρήματα ενισχύονται και από προηγούμενες μελέτες που πραγματοποιήθηκαν σε παιδιά στην Ντάκα του Μπαγκλαντές. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι όσα παιδιά είχαν αναπτύξει φυσικά αντισώματα κατά του EatA εμφάνιζαν μικρότερη πιθανότητα να νοσήσουν, ενώ όσα δεν διέθεταν αυτά τα αντισώματα είχαν αυξημένο κίνδυνο λοίμωξης.
Οι επιστήμονες τονίζουν ότι η ανάγκη για αποτελεσματικά εμβόλια αφορά ολόκληρο τον κόσμο και όχι μόνο τις αναπτυσσόμενες χώρες. Το E. coli έχει συνδεθεί με μεγάλες τροφιμογενείς επιδημίες στις Ηνωμένες Πολιτείες, ενώ πολλές λοιμώξεις δεν διαγιγνώσκονται εύκολα, καθώς είναι δύσκολο να διακριθούν εργαστηριακά από τα αβλαβή στελέχη του ίδιου βακτηρίου.
Παράλληλα, επισημαίνουν ότι η εκτεταμένη χρήση αντιβιοτικών για την αντιμετώπιση αυτών των λοιμώξεων συμβάλλει στην εξάπλωση της μικροβιακής αντοχής, ενός από τα σημαντικότερα προβλήματα της σύγχρονης δημόσιας υγείας.
Η ερευνητική ομάδα έχει ήδη ξεκινήσει τις διαδικασίες για την ανάπτυξη εμβολίων που θα βασίζονται στα νέα ευρήματα.
«Τα βακτήρια αυτά εξελίχθηκαν μαζί με τον άνθρωπο και έχουν γίνει εξαιρετικά αποτελεσματικά στο να παρακάμπτουν τις άμυνές μας. Αν καταφέρουμε να μπλοκάρουμε αυτό το πρώτο βήμα, έχουμε την ευκαιρία να αποτρέψουμε τις λοιμώξεις πριν καν εγκατασταθούν στον οργανισμό», δήλωσε ο Τζέιμς Μ. Φλέκενσταϊν. Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό PNAS.
Ροή Ειδήσεων 
