Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
„Molekularne latarnie” do walki z bakteriami
„Molekularne latarnie” do walki z bakteriami
Jak zmobilizować układ immunologiczny do skuteczniejszej walki z infekcjami bakteryjnymi? Jak poradzić sobie z opornością komórek bakteryjnych na antybiotyki? Amerykańscy naukowcy znaleźli sposób! Stworzyli konstrukty, które nie tylko aktywują systemy obronne, ale dodatkowo - niczym „molekularne latarnie”- wskazują, które komórki należy zniszczyć.

Epitop,  innymi słowy determinanta antygenowa Galα1-3Gal (Galα1-3Galβ1-4GlcNAc-R), zwana  w skrócie α-Gal, występuje powszechnie na powierzchni komórek większości ssaków. Jego obecności nie stwierdzono jednak u ludzi. Organizm człowieka produkuje natomiast naturalne przeciwciała skierowane przeciwko antygenom α-Gal. Stanowi to główną przeszkodę w stosowaniu przeszczepów odzwierzęcych. Amerykańscy naukowcy postanowili wykorzystać koncepcję epitopu α-Gal wraz z rozpoznającymi go przeciwciałami.

Celem była mobilizacja układu immunologicznego człowieka do walki z grupą A bakterii Streptococcus. Szczep ten jest przyczyną wielu zakażeń, a jego główne miejsca kolonizacji to skóra, śluzówki jamy ustnej i gardła oraz odbyt. Do doświadczeń badacze wykorzystali również jedno z podstawowych narzędzi współczesnej inżynierii genetycznej - aptamery.

Przypomnijmy, że są to jednoniciowe cząsteczki kwasu nukleinowego DNA lub RNA, które zdolne są do silnego, specyficznego wiązania określonych związków wielkocząsteczkowych (np. enzymy, białka regulatorowe, czynniki wzrostu, przeciwciała) lub niskocząsteczkowych  (np. witaminy, antybiotyki, peptydy). Z uwagi na swoje właściwości, aptamery są wszechstronnym obiektem zainteresowania, zarówno w aspekcie terapii chorób, jak i diagnostyki.

Aptamer opracowany przez naukowców to cząsteczka DNA, która rozpoznaje konserwatywny region tzw. białka M przyłączonego do powierzchni bakterii Streptococcus grupy A (ang. group A Streptococcus, GAS). Białko to jest charakterystycznego dla danego szczepu. Determinuje nie tylko sam  typ bakterii, ale również ich chorobotwórczość (wirulencję).  Koniec  5' aptameru badacze skoniugowali z z epitopem α-Gal,a swój konstrukt nazwali żartobliwie "alfamerem".

Zastosowanie takiego koniugatu powoduje mobilizację ludzkiego układu immunologicznego i wytworzenie znacznej ilości przeciwciał skierowanych przeciwko antygenom α-Gal, które pojawiają się na powierzchni komórek Streptococcus. Konstrukt działa zatem niczym „molekularna latarnia” dla przeciwciał. Efekt? Aptamery znakowane przez α-Gal ułatwiają fagocytozę i prowadzą do śmierci komórek bakteryjnych w wyniku działania ludzkich komórek żernych. Wykazano również, że skonstruowane „alfamery” powodują zmniejszenie stopnia replikacji DNA bakterii w ludzkiej krwi.

– Naszym następnym krokiem będzie przetestowanie „alfamerów” na modelach zwierzęcych, w przypadku infekcji bakteriami lekoopornymi, które stanowią zagrożenie dla zdrowia publicznego, np. MRSA - zapowiada dr Sascha Kristian, główny autor badań. - Będziemy również usprawniać „alfamery”, aby działały silniej i były bardziej odporne na rozkład w organizmie.

Wyniki badań amerykańskich naukowców zostały przedstawione w szykowanym  do drugu czasopiśmie „Journal of Molecular Medicine”, w pracy pt. „Retargeting pre-existing human antibodies to a bacterial pathogen with an alpha-Gal conjugated aptamer”. Co ciekawe, jednym ze współautorów pracy jest dr Kary Mullis, wynalazca fundamentalnej dla biologii molekularnej techniki PCR (ang. polymerase chain reaction) i laureat nagrody Nobla (1993 rok).

Źródła

http://www.genengnews.com/gen-news-highlights/novel-antibiotic-strategy-uses-molecular-homing-beacons/81251242/

Galili U. The alpha-gal epitope and the anti-Gal antibody in xenotransplantation and in cancer immunotherapy. Immunol Cell Biol. (2005);83(6):674-86

Kristian SA et al. Retargeting pre-existing human antibodies to a bacterial pathogen with an alpha-Gal conjugated aptamer. J Mol Med (Berl). 2015 May 5

http://laboratoria.net/artykul/19873.html

KOMENTARZE
Newsletter