Ursache der Vermeidung bestimmter Krankheitserreger durch das Immunsystem entdeckt

Ursache der Vermeidung bestimmter Krankheitserreger durch das Immunsystem entdeckt
Ursache der Vermeidung bestimmter Krankheitserreger durch das Immunsystem entdeckt
Anonim

Ein spezieller Satz von Zuckern, der auf einigen krankheitsverursachenden Krankheitserregern gefunden wird, hilft diesen Krankheitserregern, die natürlichen Abwehrkräfte des Körpers sowie Impfstoffe zu bekämpfen, sagen zwei Forscher der Iowa State University.

Diese Entdeckung könnte ein erster Schritt zum Verständnis einer Krankheitsfamilie sein, zu der Tuberkulose gehört, für die es derzeit keine guten Impfstoffe oder Heilmittel gibt.

Nicola Pohl, Professorin für Chemie, und Christine Petersen, Assistenzprofessorin für Veterinärpathologie, entdeckten, dass eine natürliche Zuckerhülle mit den Abwehrzellen des Körpers interagiert, um die eigene Immunantwort zu dämpfen.

Die Ergebnisse werden in der aktuellen Online-Ausgabe des Journal of the American Chemical Society veröffentlicht.

Pohl und Petersen begannen vor fünf Jahren, hartnäckige Krankheitserreger wie Tuberkulose und den Parasiten Leishmania zu untersuchen, als sie feststellten, dass einige Arten des Parasiten Menschen krank machen können, während andere dies nicht tun.

"Eines der Dinge, die mich neugierig gemacht haben, war, dass pathogene Leishmania-Stämme eine andere Zuckerschicht auf sich haben als nicht-pathogene Stämme", sagte Pohl.

"Wir haben die Frage gestellt: 'Ist es möglich, dass nur die Zuckerbeschichtung ausreicht, um etwas pathogenes oder nicht-pathogenes herzustellen?'", sagte sie.

Leishmania-assoziierte Krankheiten werden in den Vereinigten Staaten normalerweise nicht gefunden, wurden aber bei Soldaten beobachtet, die aus dem Nahen Osten zurückkehrten. Die Krankheiten können laut Pohl unschöne Wunden verursachen und mehrere Monate andauern.

Die Krankheiten sind für Hunde in den Vereinigten Staaten oft tödlich.

"Das Problem ist, dass an Orten wie Bangladesch, wo die Ernährung der Menschen beeinträchtigt ist, das Immunsystem der Menschen nicht stark genug ist und die Krankheit tödlich sein kann", sagte Pohl.

Wenn ein Krankheitserreger in den Körper eindringt, verschlingen Zellen, sogenannte Makrophagen, den Erreger und beginnen ihn zu zerstören.

Erkrankungen vom Typ Leishmania sind gegen diesen Prozess resistent.

Um die Theorie über die Resistenzwirkung der Zuckerbeschichtung zu testen, entwickelten Pohl und Petersen ein Experiment, bei dem kleine Kügelchen mit einem Durchmesser von einem Mikrometer hergestellt werden mussten, um die Krankheitserreger nachzuahmen.

Eine Gruppe von Kügelchen wurde dann mit einer Zuckerart beschichtet, die der von Leishmania ähnelt. Ein weiterer Satz Perlen wurde mit einem laktoseartigen Zucker beschichtet, der für die Zelle nicht schädlich ist. Ein dritter hatte keine Beschichtung.

Die Kügelchen wurden dann in Makrophagen eingebracht.

Als die unbeschichteten Kügelchen in die Makrophagen eingeführt wurden, bemerkten die Zellen die Kügelchen und starteten eine Immunantwort, wie sie sollten.

Wenn die laktosebedeckten Kügelchen eingeführt wurden, wurden sie auch erkannt und entfernt.

Als die mit Leishmania-Zucker bedeckten Kügelchen eingeführt wurden, brauchten die Makrophagen viel länger, um ihre Anwesenheit zu erkennen. Dann verlangsamte oder dämpfte das Immunsystem die Attacken.

Petersen und Pohl zeigten, dass diese Dämpfung auf eine Wechselwirkung zwischen dem Zucker auf dem Kügelchen und dem Toll-like-Rezeptor2 (TLR2) innerhalb des Makrophagen zurückzuführen ist.

"Die Zucker selbst und der Unterschied zwischen diesen Zuckern haben etwas Eigenes, das Ihre normale Reaktion auf den Krankheitserreger dämpft", sagte Pohl.

Pohl sagte, dass sie noch nicht genau wissen, was diese Wechselwirkung ist oder wie sie funktioniert, aber sie hofft, dass diese Forschung zu mehr Forschung führen kann, die schließlich die Krankheit besiegt.

"Im Moment haben wir keine guten Therapeutika gegen Leishmaniose und wir haben keinen Impfstoff dagegen, also können Sie im Grunde nichts dagegen tun", fügte sie hinzu.

"Je mehr Informationen wir darüber haben, desto mehr lernen wir darüber, wie wir dies umgehen können, um einen wirksamen Impfstoff zu erh alten", sagte sie.

Petersen sieht die Partnerschaft mit Pohl als einen der Schlüsselfaktoren für das Verständnis des Problems an.

Pohls chemischer Hintergrund führt sie nicht oft dazu, ganze Organismen zu betrachten, und Petersen, als Veterinärpathologe, hat sich zuvor nicht mit der Chemie befasst.

"Viele dieser kritischen submolekularen Wechselwirkungen werden oft von Immunologen und Biologen beschönigt", sagte Petersen. „Aber die Arbeit, die Nikki und ich gerade veröffentlicht haben, zeigt, dass sie einen viel größeren Unterschied machen können, wie ein Krankheitserreger vom Immunsystem wahrgenommen wird.“

Zu den Forschungsmitarbeitern gehörten auch Alex Osanya, ein Assistenzwissenschaftler in der Veterinärpathologie, und Eun-Ho Song, eine ehemalige Doktorandin der Chemie.

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