Teraz, nowe odkrycie dokonane przez naukowców ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Michigan i ich kolegów może przybliżyć to zrozumienie — i może pomóc w prowadzeniu do lepszego leczenia.
W artykule opublikowanym w Nature, zespół donosi, że toksyna produkowana przez powszechne bakterie Staphylococcus aureus — popularnie znane jako „staph” — powoduje, że komórki układu odpornościowego w skórze reagują w sposób, który powoduje wysypkę podobną do egzemy.
Uwolnienie cząsteczki, zwanej toksyną delta, przez bakterie staph spowodowało, że związane z układem odpornościowym komórki tuczne w skórze uwalniają drobne granulki, które powodują stan zapalny. Ale to nie wystąpiło, gdy skóra była narażona na szczepy gronkowca, którym brakowało genu dla delta toksyny.
Ten związek pomiędzy specyficzną toksyną S. aureus i degranulacją komórek tucznych sugeruje bardzo specyficzny mechanizm, chociaż to nie wystarczy, aby zasugerować, że delta toksyna z bakterii gronkowca sama w sobie powoduje egzemę, mówi starszy autor i profesor U-M Gabriel Nunez, M.D. Genetyczna podatność prawdopodobnie również odgrywa rolę, mówi.
Znalezisko zostało dokonane na myszach, więc jest zbyt wcześnie, aby powiedzieć, że ten sam efekt występuje u ludzi, którzy cierpią na egzemę, zwaną również atopowym zapaleniem skóry. Ale badacze znaleźli znaczące poziomy toksyny staph delta w próbkach skóry pobranych od pacjentów z egzemą.
Nunez, główny autor Yuumi Nakamura, M.D., Ph.D., współautor Naohiro Inohara, Ph.D., i ich koledzy mają nadzieję, że ich znalezisko zapewnia nową drogę do rozwoju leczenia, aby pomóc 15 do 30 procent dzieci i 5 procent dorosłych, którzy mają egzemę.
Niektórzy – w tym pacjenci – wcześniej zauważyli, że pacjenci z egzemą, którzy biorą antybiotyki dla innych warunków doświadczają zmniejszenia objawów egzemy. Ale antybiotyki mają wiele wad jako długoterminowe terapie dla przewlekłego stanu, takiego jak egzema — przede wszystkim, zagrożenie przyczynienia się do już poważnej kwestii wielolekoopornego Staphylococcus aureus, lub MRSA.
Badania zostały sfinansowane przez National Institutes of Health, i zaangażowane NIH naukowców, którzy studiują S. aureus. Nunez zauważa, że początkowa wskazówka związku pojawiła się zupełnie przypadkowo, jako przypadkowe odkrycie w niepowiązanym badaniu komórek tucznych, które prowadzili. Zorientowali się na mało zrozumiałą toksynę delta i zaczęli badać jej moc prowokowania komórek tucznych do wywoływania stanu zapalnego.
„Wiemy, że 90 procent pacjentów z atopowym zapaleniem skóry, zwanym również egzemą, ma bakterie gronkowca wykrywalne na skórze”, mówi Nunez, który jest profesorem patologii akademickiej Paul de Kruif. „Ale do tej pory nie podejrzewano, że udział ten jest pierwotny, ponieważ nie było wyraźnego związku mechanistycznego. Teraz mamy dowody na to, że rzeczywiście może istnieć bezpośredni związek.”
Wyzwaniem, jak mówi, będzie przetestowanie sposobów hamowania efektów działania toksyny delta, tak aby mastocyty nie były prowokowane i aby nie dochodziło do zapalenia — ale aby zrobić to w sposób, który nie spowoduje rozwoju opornych bakterii.
Na przykład, jeśli badacze mogą znaleźć receptor na mastocytach, z którym wiąże się toksyna delta, być może będą mogli opracować bloker receptora. I, naukowcy mają nadzieję badać ludzkich pacjentów z egzemą, aby zobaczyć, czy delta toksyna odgrywa taką samą rolę, jak u myszy.
Docieranie do pochodzenia
Częścią ekscytującego wyzwania przedstawionego przez to nowe odkrycie, mówi Nunez, jest po prostu dowiedzenie się więcej o tym, co robi delta toksyna i dlaczego bakterie ją produkują.
„Ta bakteria jest wszędzie, ale bardzo mało wiadomo o delta toksynie”, wyjaśnia Nunez. „Bakterie prawdopodobnie nie produkują jej w celu wywołania choroby, ale produkują ją w odpowiedzi na wzrost liczby sąsiednich bakterii – coś, co nazywa się quorum sensing.”
Gen dla toksyny jest regulowany przez ścieżkę komórkową, która jest odpowiedzialna za wirulencję S. aureus, lub zdolność do wywoływania chorób. Bakterie gronkowca mogą wytwarzać toksynę delta, aby zabić inne konkurujące bakterie, które rezydują na skórze — w tym łagodne i korzystne.
Tak więc, toksyna może mieć związek z tym rodzajem „bitwy” pomiędzy mikroskopijnymi organizmami walczącymi o niszę na ciele gospodarza. „Być może gospodarz – człowiek – zostaje wciągnięty w środek wojny” – spekuluje Nunez. „A egzema jest szkodą uboczną bakterii produkujących czynnik toksyny delta, aby spowodować kolonizację i pogorszyć komórki tuczne gospodarza”. Dalsze badania będą potrzebne, aby się dowiedzieć.
Tego rodzaju badania są tym, o co chodzi w nowej inicjatywie U-M’s Host Microbiome Initiative. Nunez jest jednym z kilkudziesięciu wykładowców U-M z wielu dyscyplin, którzy zebrali się, aby zbadać wzajemne oddziaływanie pomiędzy bakteriami i innymi mikroskopijnymi organizmami, a różnymi aspektami ludzkiego ciała i chorób. Dzięki nowym funduszom ze Strategicznej Inicjatywy Badawczej Szkoły Medycznej, przyspieszą oni swoje badania w nadchodzących miesiącach i latach.