Исследователи из Лаборатории Пищевой Иммунологии и Молекулярной Медицины в Институте Биоинформатики Вирджинии обнаружили, как обычная бактерия, вызывающая понос, отправляет естественную защиту организма в овердрайв, фактически усиливая болезнь при борьбе с инфекцией.
Обнаружение, недавно опубликованное в PLOS One, может привести к новым лекарственным препаратам для Clostridium difficile, общего зародыша в связанных с медико-санитарной помощью инфекциях, часто называемых C. diff. Согласно данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, он был связан со смертью 14 000 американцев ежегодно.
Исследователи с Центром моделирования иммунитета к энтерогенным патогенам в Virginia Tech применяли вычислительное и математическое моделирование в сочетании с секвенированием РНК и исследованиями мыши, чтобы понять важный регуляторный путь при инфекции Clostridium difficile.
«Мы обнаружили, что повреждение ткани и тяжесть заболевания при C. difficile инфекции связаны с нарушением пути активации пероксисом-активированного рецептора гамма (PPARγ)», – сказал Хосеп Бассаганя-Риера, профессор иммунологии, директор по иммунологии питания и Лабораторией молекулярной медицины и главным исследователем с Центром моделирования иммунитета к энтерогенным патогенам.
Человеческий кишечник должен мирно сосуществовать с триллионами полезных бактерий, быстро реагируя на патогены, такие как C. difficile. Иногда иммунная система переходит в овердрайв при ответе на патогены, нанося больше урона в попытке очистить инфекцию.
Ученые, изучающие кишечники мышей, обнаружили, что путь PPARγ проверяет иммунный ответ, позволяя организму заживать, в то время как иммунные клетки, которые борются с инфекцией, выполняют свою работу контролируемым образом. Когда PPARγ отсутствовал или неактивен, заболевание было более распространенным, а поражение толстой кишки у C. difficile было намного хуже.
Кроме того, исследователи обнаружили, что защитный механизм может быть активирован, а тяжесть инфекции C. difficile может быть уменьшена за счет использования существующего препарата диабета. Дополнительные исследования потребуются до того, как препарат может быть протестирован против C. difficile.
«Это исследование демонстрирует, что интеграция мощного компьютерного моделирования ответов хозяев с экспериментом иммунологии не только способствует лучшему пониманию иммунорегуляторных процессов в слизистой оболочке кишечника при инфекции C. difficile, но также способствует открытию широких терапевтических целей в принимающей для инфекционных заболеваний, »сказал Ракель Hontecillas, ассистентский профессор иммунологии на Virginia Tech, содиректор Лаборатории питательной иммунологии и молекулярной медицины и лидер иммунологического компонента Центра моделирования иммунитета к энтерогенным патогенам.
Это исследование основывается на предыдущей работе Лаборатории по питательной иммунологии и молекулярной медицине, которая показывает, что PPARγ имеет решающее значение для снижения заболеваемости, вызванной кишечными патогенами, и регулирования аутоиммунных заболеваний, таких как воспалительное заболевание кишечника.
«При продолжении исследований будут разработаны новые препараты, нацеленные на этот путь, которые будут иметь меньше побочных эффектов и большую эффективность, чем те, которые в настоящее время находятся на рынке», – сказал Бассаганя-Риера.
C. difficile стала широко распространенной проблемой в больницах с пациентами, которые получали тяжелые дозы нескольких антибиотиков и распространены в сообществе. Симптомы включают стойкую диарею, лихорадку, воспаление кишечника и потерю веса. Несмотря на то, что такие потенциально опасные для жизни кишечные инфекции встречаются у очень молодых, пожилых людей или лиц с иммунной системой, C. difficile все чаще встречается у пациентов, которые традиционно не будут восприимчивы к этой бактерие.
Существующие штаммы C. difficile в последние годы стали еще более вирулентными и антимикробными, что подчеркивает важность разработки основанных на больницах целевых подходов к борьбе с этим заболеванием, а не просто опираясь на антимикробные методы лечения, которые нацелены на бактерии и может стимулировать распространение резистентности.