Η προστασία του οργανισμού από παθογόνους μικροοργανισμούς ξεκινά από τους βλεννογόνους υμένες, οι οποίοι αποτελούν την πρώτη γραμμή άμυνας του ανοσοποιητικού συστήματος. Μία σημαντική ομάδα αυτών των αμυντικών μηχανισμών είναι οι λεκτίνες, οι οποίες αναγνωρίζουν μικρόβια και άλλα κύτταρα προσκολλώμενες σε σάκχαρα που βρίσκονται στην επιφάνειά τους.
Ερευνητές του MIT διαπίστωσαν ότι μία συγκεκριμένη λεκτίνη μπορεί να δράσει εναντίον πολλών τύπων βακτηρίων στο γαστρεντερικό σύστημα. Η πρωτεΐνη, γνωστή ως ιντελεκτίνη-2 (intelectin-2), προσκολλάται σε σάκχαρα που βρίσκονται στις βακτηριακές μεμβράνες, συμβάλλοντας στη σύλληψη των μικροβίων και στην επιβράδυνση της ανάπτυξής τους. Επιπλέον, ενώνει τα συστατικά της βλέννας μεταξύ τους, ενισχύοντας με αυτόν τον τρόπο τον βλεννογόνο φραγμό.
«Το αξιοσημείωτο είναι ότι η ιντελεκτίνη-2 δρα με δύο συμπληρωματικούς τρόπους. Συμβάλλει στη σταθεροποίηση του στρώματος της βλέννας και, εάν αυτός ο φραγμός υποστεί βλάβη, μπορεί να εξουδετερώσει άμεσα ή να περιορίσει τα βακτήρια που αρχίζουν να διαφεύγουν», εξηγεί η Λώρα Κίσλινγκ, καθηγήτρια Χημείας στο MIT και κύρια συγγραφέας της μελέτης.
Δεδομένου ότι η ιντελεκτίνη-2 φαίνεται να δρα ευρέως κατά των βακτηρίων του εντέρου, οι ερευνητές εκτιμούν ότι θα μπορούσε να αναπτυχθεί ως θεραπευτική προσέγγιση. Επιπλέον, προτείνουν ότι θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την ενίσχυση του βλεννογόνου φραγμού σε παθήσεις όπως η φλεγμονώδης νόσος του εντέρου.
Μια πολυλειτουργική πρωτεΐνη
Τα έως τώρα δεδομένα δείχνουν ότι το ανθρώπινο γονιδίωμα κωδικοποιεί περισσότερες από 200 λεκτίνες- πρωτεΐνες που δεσμεύουν υδατάνθρακες και επιτελούν ποικίλους ρόλους στο ανοσοποιητικό σύστημα και στην επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων. Το εργαστήριο της Κίσλινγκ, το οποίο μελετά τις αλληλεπιδράσεις λεκτινών και υδατανθράκων, εστίασε πρόσφατα σε μια οικογένεια λεκτινών που ονομάζονται ιντελεκτίνες. Στον άνθρωπο, η οικογένεια αυτή περιλαμβάνει δύο λεκτίνες: την ιντελεκτίνη-1 και την ιντελεκτίνη-2.
Οι δύο αυτές πρωτεΐνες έχουν πολύ παρόμοια δομή, ωστόσο η ιντελεκτίνη-1 διακρίνεται στο ότι συνδέεται αποκλειστικά με υδατάνθρακες που απαντώνται σε βακτήρια και άλλους μικροοργανισμούς. Περίπου πριν από δέκα χρόνια, η Κίσλινγκ και οι συνεργάτες της κατάφεραν να προσδιορίσουν τη δομή της ιντελεκτίνης-1, όμως οι λειτουργίες της δεν έχουν ακόμη πλήρως διευκρινιστεί.
Εκείνη την περίοδο, οι επιστήμονες υπέθεσαν ότι η ιντελεκτίνη-2 ενδέχεται να διαδραματίζει ρόλο στην ανοσολογική άμυνα, χωρίς ωστόσο να υπάρχουν επαρκείς μελέτες που να το επιβεβαιώνουν. Η Αμάντα Ντάγκαν, συν-συγγραφέας της μελέτης και ερευνήτρια στο εργαστήριο της Κίσλινγκ, ξεκίνησε να διερευνά περαιτέρω τη λειτουργία της ιντελεκτίνης-2.
Η σχέση βλέννας και μικροβίων
Στον άνθρωπο, η ιντελεκτίνη-2 παράγεται σε σταθερά επίπεδα από τα κύτταρα Paneth του λεπτού εντέρου, ενώ στα ποντίκια η έκφρασή της από τα καλυκοειδή κύτταρα που παράγουν βλέννα φαίνεται να ενεργοποιείται από φλεγμονή και ορισμένους τύπους παρασιτικών λοιμώξεων.
Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η ιντελεκτίνη-2 των ανθρώπων και των ποντικών δεσμεύονται σε ένα μόριο σακχάρου που ονομάζεται γαλακτόζη. Το σάκχαρο αυτό απαντάται συχνά σε μόρια που ονομάζονται μουκίνες και αποτελούν τα βασικά συστατικά της βλέννας. Όταν η ιντελεκτίνη-2 συνδέεται με αυτές τις μουκίνες, συμβάλλει στην ενίσχυση του βλεννογόνου φραγμού, σύμφωνα με τους ερευνητές.
Η γαλακτόζη απαντάται επίσης σε υδατάνθρακες που βρίσκονται στην επιφάνεια ορισμένων βακτηριακών κυττάρων. Οι ερευνητές έδειξαν ότι η ιντελεκτίνη-2 μπορεί να δεσμεύεται σε μικρόβια που φέρουν αυτά τα σάκχαρα, συμπεριλαμβανομένων πολλών παθογόνων που προκαλούν γαστρεντερικές λοιμώξεις.
Επιπλέον, διαπιστώθηκε ότι με την πάροδο του χρόνου τα παγιδευμένα μικρόβια τελικά αποδομούνται, γεγονός που υποδηλώνει ότι η πρωτεΐνη μπορεί να τα εξοντώνει διαταράσσοντας τις κυτταρικές τους μεμβράνες. Η αντιμικροβιακή αυτή δράση φαίνεται να επηρεάζει ευρύ φάσμα βακτηρίων, συμπεριλαμβανομένων και ορισμένων που παρουσιάζουν αντοχή στα συμβατικά αντιβιοτικά.
Οι δύο αυτές λειτουργίες, σύμφωνα με τους ερευνητές, συμβάλλουν στην προστασία του γαστρεντερικού βλεννογόνου από λοιμώξεις.
Αντιμετώπιση των λοιμώξεων
Σε ασθενείς με φλεγμονώδη νόσο του εντέρου, τα επίπεδα της ιντελεκτίνης-2 μπορεί να είναι ασυνήθιστα χαμηλά ή υψηλά. Τα χαμηλά επίπεδα ενδέχεται να συμβάλλουν στην αποδόμηση του βλεννογόνου φραγμού, ενώ τα υψηλά επίπεδα μπορεί να εξοντώνουν υπερβολικά πολλά ωφέλιμα βακτήρια που φυσιολογικά κατοικούν στο έντερο. Η εύρεση τρόπων αποκατάστασης των φυσιολογικών επιπέδων της ιντελεκτίνης-2 θα μπορούσε να αποδειχθεί ωφέλιμη για αυτούς τους ασθενείς.
«Τα ευρήματά μας δείχνουν πόσο κρίσιμη είναι η σταθεροποίηση του βλεννογόνου φραγμού. Στο μέλλον, μπορούμε να φανταστούμε την αξιοποίηση των ιδιοτήτων των λεκτινών για τον σχεδιασμό πρωτεϊνών που ενισχύουν ενεργά αυτό το προστατευτικό στρώμα», σημειώνει η Κίσλινγκ.
Δεδομένου ότι η ιντελεκτίνη-2 μπορεί να εξουδετερώνει ή να εξαλείφει παθογόνα όπως το Staphylococcusaureus και το Klebsiellapneumoniae, τα οποία συχνά είναι δύσκολο να αντιμετωπιστούν με αντιβιοτικά, θα μπορούσε δυνητικά να προσαρμοστεί ως αντιμικροβιακός παράγοντας.
«Η αξιοποίηση ανθρώπινων λεκτινών ως εργαλείων για την καταπολέμηση της μικροβιακής αντοχής ανοίγει μια θεμελιωδώς νέα στρατηγική που βασίζεται στους ίδιους τους έμφυτους αμυντικούς μηχανισμούς του οργανισμού μας. Η εκμετάλλευση πρωτεϊνών που το σώμα ήδη χρησιμοποιεί για να προστατεύεται από παθογόνους μικροοργανισμούς είναι ιδιαίτερα ελκυστική και αποτελεί κατεύθυνση που ήδη διερευνούμε» καταλήγει η Κίσλινγκ.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό NatureCommunications.
Πηγή: Scitechdaily
